[发明专利]适用于厚板多弧共熔池焊接的电弧稳定方法

说明书

适用于厚板多弧共熔池焊接的电弧稳定方法，属于焊接技术领域。解决了现有多弧共熔池焊接过程中存在因复杂电磁作用导致电弧稳定性差的问题。本发明方法涉及3至6根焊丝和相同数量焊接电源，每台焊接电源的一个输出端与一支连续送进焊丝的焊枪相连，另一个输出端皆与焊接前方的被焊工件端部固连。每根焊丝与被焊工件间形成一个独立电弧，所有电弧在工件上共同形成一个熔池。首根焊丝以直流反接方式供电，其他焊丝通同频交流矩形波电流，各焊丝电流幅值依次递减。确定焊接电源与被焊工件的连接位置，提供各根焊丝焊接电流的最优相位配置、各根焊丝的最优自由端位置，以减小各电弧受复杂电磁力的干扰。本发明主要应用于厚板连接的多弧共熔池焊接中。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，尤其涉及适用于厚板多弧共熔池焊接的电弧稳定方法。

背景技术

多弧共熔池焊接技术由于其大电流、高沉积效率等优势，广泛应用于厚板或厚壁管等的焊接，厚板或厚壁的厚度在20～60mm之间，然而在焊接过程中，各焊丝的电弧会受到其他焊丝电流带来的电磁力的干扰，电弧存在偏转摆动，影响焊接过程中的稳定性，给焊接质量控制带来不利影响。另一方面，焊接电源与被焊工件的连接方式、焊接电流幅值、焊接电流相位、焊丝间距分布等工艺参数对电磁力的影响是耦合的，无法通过优化单一参数减小电磁力干扰，需对各个工艺参数进行系统优化。

专利CN201911101281.9提供了一种多电源并联多丝高效电弧焊接装置，提及了采用多个独立焊接电源为多个焊丝分别供电，但未涉及电流相位、焊丝间距以及焊接电源输出端与被焊工件连接方式对于焊接过程稳定性的控制。专利CN201310363373.0提供了一种保障海底管线钢管接头综合性能的多丝埋弧焊焊接工艺，提及了采用3丝焊接时的各丝电流幅值的调节，但未能涉及电流相位、各丝间距和焊接电源输出端与被焊工件连接方式对于保障焊接过程稳定的作用。专利CN201710651806.0提供了一种适用于X70厚壁直缝钢管焊接的多丝埋弧焊接工艺，提及了各丝焊接电流之间的相位调节，各丝的电流相位按照90°递增，但未涉及焊丝间距、焊接电源输出端与被焊工件连接方式的优化。专利CN201911018373.0提供了一种薄壁钢管的低焊缝余高的多丝埋弧焊焊接工艺，分别提及了采用3丝焊接时内焊和外焊所用的各丝电流幅值的设置，但未涉及电流相位和各丝间距的调节以及焊接电源输出端与被焊工件连接方式的改进。期刊文章“精密数字控制四丝埋弧焊接系统”针对4丝埋弧焊接中提到了通过多丝电源间的相位控制来解决电弧干扰问题，各丝的电流相位按照90°递增，该文献未涉及焊丝间距和焊接电源输出端与被焊工件连接方式的优化。期刊文章“多丝电弧焊技术及其电弧稳定性和焊缝成形”和“多丝气体保护焊电弧干扰研究现状”提及了调整焊丝位置间距来抑制电弧干扰，但并未给出具体的调整原则和依据，也未涉及焊接电源输出端与被焊工件连接方式的改进。期刊文章“直缝焊管多丝埋弧焊焊接工艺”提出了调节电流相位和焊丝间距对于保证电弧稳定的影响，但未提出具体的调节方法，也未能涉及焊接电源输出端与被焊工件连接方式对的改进。

综上所述，现有技术中针对多丝共熔池情况下，存在降低各电弧电磁力干扰性能差的缺陷，未能给出完善的工艺参数组合以进一步降低电磁力干扰，来保证各电弧的方向稳定性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有多弧共熔池焊接过程中存在因复杂电磁作用导致电弧稳定性差的问题。本发明提供了一种适用于厚板多弧共熔池焊接的电弧稳定方法，给出完善的工艺参数组合以进一步降低电磁力干扰，以抑制各电弧的偏转摆动。

适用于厚板多弧共熔池焊接的电弧稳定方法，电弧稳定方法是基于n台焊接电源、n支焊枪和n根连续自动送进的焊丝实现，n台焊接电源和n支焊枪一一对应，n支焊枪和n根焊丝一一对应，n台焊接电源分别通过对应的焊枪为其焊枪所对应的焊丝供电；n为整数，n的取值范围为3≤n≤6；

电弧稳定方法包括如下过程：