[发明专利]一种双熔化极单电弧旁路耦合复合焊接系统及方法

说明书

技术领域

本发明提供了一种新型焊接系统及方法，更具体地说，涉及一种双熔化极单电弧旁 路耦合复合焊，涉及焊接工程技术领域。

背景技术

传统的TIG焊由于钨极的电流承载能力有限，因此电弧功率受到限制，焊接效率也 受到限制。而热丝TIG焊可以提高TIG焊的熔敷率和焊接速度。热丝TIG焊是在普通 TIG焊的基础上对焊丝进行预热，以提高热输入量，增加熔化速度。热丝TIG填充焊焊 接过程十分稳定，具有良好的焊接质量。但常规热丝TIG焊也有如下缺点：通过非熔化 极的电流非常有限，因此，单位时间内的焊丝填充量较小，焊接效率受到限制。与热丝 TIG填丝焊相比，双熔化极单电弧旁路耦合复合焊可以大幅提高焊丝熔敷效率，从而提 高焊接效率。

MIG焊的在焊接生产中的应用非常广泛。在高效焊接中，随着焊接速度的提高，需 要提高焊丝熔敷效率以保证单位长度焊缝上的足够的填充金属量。而焊丝熔敷效率的提 高伴随着焊接电流的大幅上升，焊接电流的大幅上升会大大增加焊接过程对母材的热输 入量，这对于避免或减轻焊接缺陷是极为不利的。无论是MIG单丝焊还是常规MIG双 丝焊(如TANDEM，TWIN ARC)，通过焊丝的电流与通过工件的电流都是相等的。在高 速焊时提高通过焊丝的电流都会同时提高通过工件的电流，这就有可能产生焊穿，咬边 等焊接缺陷。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种新型且实用的双丝脉冲复合焊 接系统和方法，既能大幅提高焊丝熔敷效率，实现高效焊接，又能实现十分稳定的焊接 过程，控制母材热输入量，减小出现焊接缺陷的可能性，有助于获得良好的焊接质量。

本发明目的通过下述技术方案予以实现：

一种双熔化极单电弧旁路耦合复合焊接系统，包括第一焊机、第二焊机、 第一焊丝和第二焊丝，其中：

第一焊机和第二焊机的阳极共同与第一焊丝连接，第一焊机的阴极与工 件相连接，第二焊机的阴极与第二焊丝连接，其中第一焊丝与工件形成电弧， 第二焊丝与工件不形成电弧。

在本发明的复合焊接系统中，焊接过程中燃弧的焊丝(第一焊丝)称为主丝，其对 应的电弧称为主弧。工件电流表示为I₁，主丝其它参数亦如此表示，如主丝电压表示为 U₁。焊接过程中不燃弧的焊丝(第二焊丝)称为从丝。从丝电流表示为I₂，从丝其它参 数亦如此表示，如从丝电压表示为U₂。第一焊机的阳极与第二焊机的阳极共同与主丝送 丝机相连接，第一焊机的阴极与工件相连接，第二焊机的阴极与从丝送丝机相连接。焊 接总电流由主丝流出，分电流I₁通过工件流入第一焊机，分电流I₂通过从丝流入第二焊 机。

本复合系统的核心在于两个焊接电源的组合方式与两个焊丝之间的组合形式。电源 外特性要求主丝电源为脉冲输出，从丝电源为恒压输出。焊丝组合方式要求两个焊丝端 头在工件上的距离，主丝与从丝的干伸长度，两个焊丝分别与水平方向的夹角，两个焊 丝之间的夹角要精细配置。焊接系统中，各个位置参数如下：

(1)主丝与从丝的端头在工件上的距离为0～5mm

(2)主丝的干伸长度为15～20mm

(3)从丝的干伸长度为20～30mm

(4)主丝与工件水平面的夹角为35°～80°

(5)从丝与工件水平面的夹角为50°～75°

(6)主丝与从丝之间的夹角为35°～95°

各个位置参数优选如下：

(1)主丝与从丝的端头在工件上的距离为0～5mm

(2)主丝的干伸长度为15～20mm

(3)从丝的干伸长度为20～30mm

(4)主丝与工件水平面的夹角为40°～60°

(5)从丝与工件水平面的夹角为55°～70°

(6)主丝与从丝之间的夹角为45°～80°

依据本发明的复合焊接系统进行焊接的方法，具体步骤如下：

(1)按照本发明的复合焊接系统连接设备，接入电源；

(2)调节第一焊机与第二焊机的电源参数；

(3)调节焊丝机的送丝速度；

(4)调整两个焊丝各自的角度，两个焊丝的干伸长度，两个焊丝端头 在工件上的距离；

(5)施焊