[发明专利]一种变极性三丝气体保护间接电弧焊方法、装置及其应用有效

专利信息
申请号: 201910818682.X 申请日: 2019-08-30
公开(公告)号: CN110497065B 公开(公告)日: 2021-03-19
发明(设计)人: 刘黎明;宋刚;张兆栋;王红阳;于世宝 申请(专利权)人: 大连理工大学
主分类号: B23K9/16 分类号: B23K9/16
代理公司: 大连东方专利代理有限责任公司 21212 代理人: 李馨
地址: 116024 辽*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 一种 极性 气体 保护 间接 电弧焊 方法 装置 及其 应用
【说明书】:

本发明提供一种变极性三丝气体保护间接电弧焊方法、装置及其应用。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,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。本发明通过调控电弧偏转,可实现焊接电弧热源能量的精确分配,有效解决薄板高速焊烧穿缺陷的产生和厚板窄间隙焊接中侧壁不熔和侧壁起弧的问题。

技术领域

本发明属于材料加工技术领域,涉及一种变极性间接电弧焊方法,具体而言,尤其涉及一种变极性三丝气体保护间接电弧焊方法、装置及其应用。

背景技术

随着现代工业的发展,在建筑、船舶制造、桥梁、机械、压力容器、轨道、管道等领域,大型结构件的应用越来越广泛。制造这些大型结构件,厚板应用占有较大比例[1-3]。提高厚板的焊接效率变的十分有必要。

厚板窄间隙焊接技术可使焊接面积可减少30%以上,大大的节省了填充材料,显著的提升焊接效率。而对于传统的熔化极气体保护焊,焊枪连接电源的一极,工件连接电源的另一极,导电通路建立在板材与工件之间。而在窄间隙焊接中,熔化极气体保护焊的焊丝极易和板材的侧壁起弧,导致焊缝根部未熔合缺陷产生,这限制了板材对接间隙的减小。

与传统的焊接方法不同,间接电弧焊的工件不连接电源,电弧只产生于电极之间。可有效地避免窄间隙焊接中侧壁起弧的产生。目前间接电弧的研究主要集中在双丝间接电弧焊[4-5],而双丝间接电弧具有明显的热输入不足的缺点。

针对双丝间接电弧热输入不足的问题,发明专利(申请号为201510145041.4)提出了一种三丝气体保护间接电弧焊接的方法,如图1所示,为三丝间接电弧焊原理图,主丝连接两直流电源的负极,两边丝分别连接两个直流电源的正极,第三根焊丝的引入,改善了间接电弧周围磁场的分布,扩大了间接电弧焊接参数的可调范围。改善了间接电弧热输入不足的缺点。但是该方法仍存在不足,结构中两边丝关于主丝中心对称使得主丝与边丝之间的磁场关于主丝中心对称,致使两间接电弧相互独立并且在尾部发生偏移,这样造成电弧对焊缝中心位置的加热作用较弱,易产生焊缝中心凸起和层间未熔合缺陷。

针对三丝间接电弧形态发散问题,发明专利(申请号为201811075326.5)提出了一种新型的三丝气体保护间接电弧焊接方法、装置及其应用,如图2所示,为新型三丝间接电弧焊的原理图,主丝连接两直流电源的正极,边丝分别连接两直流电源的负极,该电源连接方式调整了焊丝周围磁场和电场的分布,可使两个间接电弧复合到一起,电弧形态集中,进一步提升了三丝间接电弧焊的熔深。但是该方法也存在不足,电弧形态集中导致间接电弧对焊缝侧壁加热较少,易产生焊缝侧壁未熔合缺陷。

基于上述三丝间接电弧焊存在的缺陷及其产生的原因,有必要提供一种新型的三丝气体保护间接电弧焊的方法以解决上述问题。

参考文献:

[1]Ohata M.,Toyoda M..Damage concept for evaluating ductile crackingof steel structure subjected to large-scale cyclic straining[J].ScienceTechnology of Advanced Materials,2016,5(5):241-249.

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