[发明专利]等离子分流熔化极弧焊接装置与焊接方法

权利要求书

1.等离子分流熔化极弧焊接装置，其特征是：包括MIG电源、分流模块、等离子分流熔化极弧焊枪、电流传感器、控制系统；所述等离子分流熔化极弧焊枪包括送丝机构、MIG焊导电嘴、绝缘保护瓷套、环形等离子电极、等离子拘束喷嘴、保护气罩，焊丝通过送丝机构伸入MIG焊导电嘴里，MIG焊导电嘴位于绝缘保护瓷套里，环形等离子电极通过螺纹连接水冷铜套，环形等离子电极和水冷铜套位于绝缘保护瓷套外部，等离子拘束喷嘴设置在环形等离子电极外部，等离子拘束喷嘴外部设置保护气罩；MIG电源的正极连接焊丝，MIG电源的负极连接工件，分流模块的正极连接焊丝，分流模块的负极连接水冷铜套，电流传感器连接检测母材的电流并连接控制系统，控制系统连接并调节分流模块的阻值。

2.根据权利要求1所述的等离子分流熔化极弧焊接装置，其特征是：水冷铜套上设置冷却水，水冷铜套和环形等离子电极的连接体与绝缘保护瓷套之间形成离子气通道，等离子拘束喷嘴与保护气罩之间形成保护气通道。

3.根据权利要求1或2所述的等离子分流熔化极弧焊接装置，其特征是：MIG电源被打开且启动送丝机构后，焊丝端部产生MIG电弧，环形等离子电极与焊丝之间形成回路，引燃离子气形成旁路等离子电弧，旁路等离子电弧与MIG电弧耦合形成复合电弧。

4.等离子分流熔化极弧焊接方法，其特征是：采用如权利要求1所述的等离子分流熔化极弧焊接装置：

(1)焊接前，对工件进行加工处理，包括清理母材表面的氧化膜、开坡口；

(2)调整等离子分流熔化极弧焊枪轴线与母材的角度、等离子拘束喷嘴距母材的距离，等离子分流熔化极弧焊枪轴线与母材处于垂直状态，等离子拘束喷嘴距母材的距离为4mm到15mm；

(3)通过送丝机构调整焊丝的伸出量、焊丝端部距母材的距离，焊丝的伸出长度为20mm到60mm，焊丝端部距母材的距离为2mm到7mm；

(4)设置工艺参数：MIG电流在50-600A之间，旁路等离子电弧电流在0-500A之间，焊丝直径为0.8-1.6mm，离子气流量为0.5-10.0L/min，保护气流量为5-25L/min，送丝速度3.0-20.0m/min，焊接速度为50-400cm/min；

(5)打开MIG电源，启动送丝机构引燃MIG电弧，MIG电弧在燃烧过程中向上爬升，在MIG电弧的作用下，环形等离子电极和焊丝之间形成回路，引燃旁路的等离子电弧，旁路等离子电弧与MIG电弧耦合形成复合电弧，利用复合电弧对母材进行焊接，焊接过程中外层等离子弧被压缩，MIG电弧、焊丝被等离子弧包围；

(6)焊接过程中，利用旁路等离子电弧进行分流，电流传感器对流经母材的焊接电流Im进行检测，控制系统调节旁路焊接电流Ip的大小，在焊接总热量不变的情况下，通过控制系统调节旁路焊接电流Ip的大小，调节流经母材的热输入，从而实现对焊缝成形和焊接变形地控制。