[发明专利]一种生成单一纵向柱状晶焊缝的方法与装置

权利要求书

1.一种生成单一纵向柱状晶焊缝的装置，其特征在于，所述生成单一纵向柱状晶焊缝的装置用于焊接3mm厚工业纯铝板，包括：

主焊接系统，用于提供焊接所需能量；

随焊冷源系统，用于产生调节焊接温度场所需的冷源；

辅助热源系统，用于产生调节焊接温度场所需的附加热源；

焊枪夹持工装，用于夹持、固定和调节主焊枪、辅助热源焊枪以及冷源喷嘴的相对位置；

焊件夹持工装，用于夹持、固定焊件，并以3mm/s带动焊件移动；

所述主焊接系统，包括主焊机以及主焊枪，主焊机用于提供焊接所需能量，主焊枪固定在焊枪夹持工装上，发出焊接电弧以熔化待焊工件并形成焊缝；

所述的随焊冷源系统，包括液氮罐及连接管以及冷源喷嘴，液氮罐用于存储所需冷却介质，并以一定压力将液氮喷出；液氮罐通过连接管与冷源喷嘴相连，冷源喷嘴与主焊枪以一定距离固定在一起，位于焊枪正后方，随主焊枪一起移动，喷出的液氮用于产生调节焊接温度场所需的冷源；

所述的辅助热源系统，由两台钨极氩弧焊机以及两辅助热源焊枪组成，氩弧焊机用于提供辅助热源所需的能量，两个辅助氩弧焊枪以一定相对位置与主焊枪、冷源喷嘴固定在夹持工装上，并位于主焊枪斜后方对称位置上，用于产生调节焊接温度场所需的附加热源；

所述主焊枪、所述辅助热源焊枪、以及所述冷源喷嘴与所述夹持工装连接在一起，主焊枪固定于焊枪夹持工装的最前端，冷源喷嘴夹持于主焊枪正后方，且通过连接管与液氮罐相连；

所述焊枪与所述冷源喷嘴的距离为14mm；

两个所述辅助热源焊枪位于所述主焊枪斜后方135度与225度，距离所述主焊枪8.5mm，并对称夹持；

辅助热源焊枪与冷源喷嘴对于主焊枪的相对位置通过焊枪夹持工装上的滑块移动；

所述主焊枪的焊接电流为120A，所述辅助热源焊枪的电流为52A；

所述液氮罐喷出所述液氮流量为35mL/min；

使用所述装置生成单一纵向柱状晶焊缝的方法具体包括：

步骤一，通过计算机编程调节焊件夹持工装移动速度、主焊机焊接电流、辅助焊机焊接电流及液氮罐出口压力，确定对于待焊金属合适的工艺参数；

步骤二，通过焊枪夹持工装滑块，利用调节冷源喷嘴及辅助热源焊枪的相关位置，使焊接过程中形成弹头形熔池，且成形焊缝；

所述步骤二中，按相对位置参数，将冷源喷嘴及辅助热源焊枪固定于焊枪夹持工装上，焊件固定于焊件夹持工装上；

焊接过程中，先在引弧板上依次开启主焊机、辅助焊机及随焊冷源开关，然后启动焊件夹持工装，焊件夹持工装以一定速度带动焊件进入焊接区，在焊件移出焊接区时，依次关闭主焊机、辅助热源焊机及随焊冷源开关，完成焊接。