[发明专利]一种变极性三丝气体保护间接电弧焊方法、装置及其应用

权利要求书

1.一种变极性三丝气体保护间接电弧焊方法，所述方法通过三根焊丝以及两个变极性电源实施焊接过程；其特征在于，具体包括：

焊接前，将主丝连接至两个变极性电源的一极，其余两根边丝分别连接至两个变极性电源的另一极；

焊接工件不与两个所述变极性电源连接；

焊接时，同时启动两个所述变极性电源，两个所述变极性电源同步工作且与所述主丝连接的极性始终相同，通过所述变极性电源极性的周期性正负极变换，焊丝周围磁场分布得到周期性调控，实现耦合间接电弧的周期性摆动的焊接过程。

2.根据权利要求1所述的变极性三丝气体保护间接电弧焊方法，其特征在于，两根边丝分别排布在主丝两侧，并且关于主丝呈对称分布；两所述边丝分别与所述主丝构成20°～120°的夹角，两所述边丝与所述主丝的延长线分别相交且两交点在同一水平线上。

3.根据权利要求1所述的变极性三丝气体保护间接电弧焊方法，其特征在于，当所述主丝与两个所述变极性电源负极接通时，两间接电弧向两边丝偏转，耦合间接电弧变得分散，耦合间接电弧能量密度降低；当所述主丝与两个所述变极性电源正极接通时，两间接电弧向主丝偏转，耦合间接电弧变得集中，耦合间接电弧能量密度增大；采用该能量密度可柔性调控的耦合间接电弧对母材进行加工，通过改变两个所述变极性电源的控制参数，实现对焊丝和母材热输入的精确柔性调控过程。

4.根据权利要求1所述的变极性三丝气体保护间接电弧焊方法，其特征在于，两个所述变极性电源变极性的频率为10Hz-500Hz，并且输出的电流方向相同，相位相同，所述主丝的电流始终为两个所述边丝的电流之和。

5.根据权利要求4所述的变极性三丝气体保护间接电弧焊方法，其特征在于，焊接总电流范围保持在240A～600A，所述主丝的送丝速度控制在3.5m/min～15m/min，焊接速度控制在0.1m/min～4.0m/min。

6.根据权利要求4所述的变极性三丝气体保护间接电弧焊方法，其特征在于，所述焊接方法进行焊接过程中所采用的保护气体为CO₂、Ar中的一种或CO₂和Ar的混合气，保护气流均为0.1～50 L/min。

7.一种实现如权利要求1-6任意一项权利要求所述的变极性三丝气体保护间接电弧焊方法的装置，其特征在于：

所述装置由三根焊丝以及两个变极性电源组成；

其中，主丝连接至两个所述变极性电源的一极；两根边丝分别连接至两个所述变极性电源的另一极；两所述边丝分别排布在所述主丝两侧，并且关于所述主丝呈对称分布；两所述边丝与所述主丝夹角保持在20°-120°，并且两所述边丝与所述主丝的延长线分别相交且两交点在同一水平线上；

焊接时，两个所述变极性电源同步工作且与所述主丝连接的极性始终相同，变极性的频率为10Hz-500Hz，并且输出的电流方向相同，相位相同。

8.一种基于变极性三丝气体保护间接电弧的薄板高速焊接方法，其特征在于，包括如权利要求1-6任意一项所述的方法，并在实施高速焊过程中，以平行于焊丝所在竖直面为焊接方向，以三根所述焊丝为填充金属，利用间接电弧的弧柱热量和熔滴过渡所携带的热量，实现填充金属与焊接工件的焊接。

9.一种基于变极性三丝气体保护间接电弧的厚板窄间隙焊接工艺，其特征在于：包括如权利要求1-6任意一项所述的方法，并在实施焊接过程中，以平行于焊丝所在竖直面为焊接方向，以实现无坡口、对接间隙小于10mm条件下窄间隙多层多道焊接。