CN101817112A - 单电源单面串联双tig电弧焊接方法 - Google Patents

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张广军
肖珺
高洪明
吴林
李海超
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Abstract

单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，涉及一种焊接方法，解决了双面双弧焊接方法中存在两枪同步控制和背面焊枪的空间可达性受限制的问题。单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，采用一个焊接电源和两把焊枪，两把焊枪为第一TIG焊枪和第二TIG焊枪；第一TIG焊枪与焊接电源的正输出端相接，第二TIG焊枪与焊接电源的负输出端相接；焊接时，两把焊枪在待焊工件的同一待焊面上，电流沿“第一TIG焊枪—待焊工件—第二TIG焊枪”方向流动，第一TIG焊枪与待焊工件之间、第二TIG焊枪与待焊工件之间各产生一个熔池进行焊接；另一种焊接方法，它与上述方法的不同之处在于仅采用一把焊枪，并在一把焊枪上安装两个钨极实现焊接。本发明可应用于厚板焊接和薄板高速焊接。

Description

单电源单面串联双TIG电弧焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，具体涉及一种双弧焊接方法。
背景技术
高效焊接方法是焊接领域一直以来的研究热点。实现高效焊接的关键在于焊接热源。早期的做法是提高单一热源的能量密度，如压缩等离子电弧、激光焊、电子束焊等。但是随着能量密度的提高，焊接设备价格也越发昂贵，限制了这些高效焊接方法的应用范围。近年来，低成本、高效率的复合焊接方法发展迅猛，发挥了“1+1>2”的功效，其中有不同方法的复合，如激光电弧复合焊，有相同方法的复合，如双弧焊接。其中双弧焊接具有实现简单，易于推广等优点，得到了广泛的研究。
从国内外的的研究现状来看，所研究的双弧焊接方法集中在双面双弧焊、复合双弧焊、单面并列双弧焊等三个方面。在众多双弧焊接方法中，单电源双面双弧焊能够显著地增加熔深，提高融合比，减小热影响区，焊后工件的变形量小。但是，双面双弧焊的缺点也是明显的，工件正反面各一把焊枪，两枪的同步控制和背面焊枪的空间可达性受限制。
发明内容
本发明的目的是解决双面双弧焊接方法中存在的两枪的同步控制和背面焊枪的空间可达性受限制的问题，提供了一种单电源单面串联双TIG电弧焊接方法。
单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，它采用一个焊接电源和两把焊枪，所述两把焊枪为第一TIG焊枪和第二TIG焊枪；
第一TIG焊枪与焊接电源的正输出端相接，第二TIG焊枪与焊接电源的负输出端相接；
焊接时，接通焊接电源，使第一TIG焊枪和第二TIG焊枪在待焊工件的同一待焊面上，电流沿着“第一TIG焊枪—待焊工件—第二TIG焊枪”的方向流动，在第一TIG焊枪与待焊工件之间、第二TIG焊枪与待焊工件之间分别产生一个熔池进行焊接。
单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，它采用一个焊接电源和一把焊枪；
所述焊枪上设有两个钨极，两个钨极分别为第一钨极和第二钨极，第一钨极与焊接电源的正输出端相接，第二钨极与焊接电源的负输出端相接；
焊接时，接通焊接电源，使第一钨极和第二钨极在待焊工件的同一待焊面上，电流沿着“第一钨极—待焊工件—第二钨极”的方向流动，在第一钨极与待焊工件之间、第二钨极与待焊工件之间分别产生一个熔池进行焊接。
本发明的积极效果：
本发明的焊接方法，由于两焊枪或两钨极在待焊板的同一面，不存在背面焊枪的空间受限制问题，另外，两焊枪或两钨极的焊接区很近，便于两焊枪或两钨极的同步运动控制。因此，本发明能够解决双面双弧焊接方法中存在的两枪的同步控制和背面焊枪的空间可达性受限制的问题。
附图说明
图1为实施方式一的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法的原理示意图；图2为单电源单面串联双TIG焊焊枪姿态参数调节示意图；图3为两焊枪沿焊接方向前后排列的焊接方法示意图；图4为两焊枪沿垂直于焊接方向横向排列的焊接方法示意图；图5为两焊枪绕两焊枪中心旋转的焊接方法示意图；图6为实施方式五的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法的原理示意图；图7为实施方式七的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法的原理示意图。
具体实施方式
 具体实施方式一：本实施方式的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，它采用一个焊接电源3和两把焊枪，所述两把焊枪为第一TIG焊枪1和第二TIG焊枪2；
第一TIG焊枪1与焊接电源3的正输出端相接，第二TIG焊枪2与焊接电源3的负输出端相接；
焊接时，接通焊接电源3，使第一TIG焊枪1和第二TIG焊枪2在待焊工件的同一待焊面上，电流沿着“第一TIG焊枪1—待焊工件—第二TIG焊枪2”的方向流动，在第一TIG焊枪1与待焊工件之间、第二TIG焊枪2与待焊工件之间分别产生一个熔池进行焊接。
本发明的操作原理示意图参见图1，其中I表示电流方向。
TIG焊为惰性气体钨极保护焊。
焊接时，工件作为过渡，电流沿着“第一TIG焊枪1—待焊工件—第二TIG焊枪2”的方向流动，这样，在第一TIG焊枪1与待焊工件之间、第二TIG焊枪2与待焊工件之间分别建立一个电弧。
在本实施方式中，由于第一TIG焊枪1连接焊接电源3的正输出端，因此第一TIG焊枪1的钨极烧损较为严重，故第一TIG焊枪1的钨极应选用直径大、耐烧损的钨极。
如图2所示，在焊接过程中，两把焊枪之间的距离和夹角可以自由调节，图中，θ为两把焊枪轴线之间的夹角，d为两把焊枪的钨极末端之间的距离。
通过不同的焊枪间距和姿态组合可以控制电弧和熔池的形态，以适应不同的焊接要求，实现不同的焊缝成形。两把焊枪灵活的姿态组合可以实现多种电弧形态，从而拓展了这种焊接方法的应用范围，通过控制焊接规范和两把焊枪的姿态可以适应不同的焊接要求，获得不同的焊缝成形效果。
与传统单钨极TIG焊相比，本发明的焊接方法在相同的电流下能够同时产生两个功率基本相同的电弧在钨极与工件之间燃烧，故而能够显著增加对工件的热输入，从而提高焊接速度，提高焊接效率，可应用于厚板焊接和薄板高速焊接。
本发明的焊接方法，由于两焊枪或两钨极在待焊板的同一面，不存在背面焊枪的空间受限制问题，另外，两焊枪或两钨极的焊接区很近，便于两焊枪或两钨极的同步运动控制。因此，本发明能够解决双面双弧焊接方法中存在的两枪的同步控制和背面焊枪的空间可达性受限制的问题。此外，本发明应用于铝及铝合金焊接时，接电源正极的钨极具有明显的阴极清理作用，因而具有显著的优势。
具体实施方式二：本实施方式是对实施方式一的进一步限定，本实施方式的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法中，第一TIG焊枪1和第二TIG焊枪2沿焊接方向前后排列进行焊接，第二TIG焊枪2对第一TIG焊枪1的焊道进行重熔焊接。参见图3，其中V表示焊枪运动方向。
具体实施方式三：本实施方式是对实施方式一或二的进一步限定，本实施方式的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，第一TIG焊枪1和第二TIG焊枪2沿垂直于焊接方向横向排列进行焊接。参见图4，其中V表示焊枪运动方向，图中为垂直纸面向里。
具体实施方式四：本实施方式是对实施方式一、二或三的进一步限定，本实施方式的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，第一TIG焊枪1和第二TIG焊枪2绕两把焊枪的中心进行旋转焊接。参见图5，其中V表示焊枪运动方向。
具体实施方式五：结合图6说明本实施方式，本实施方式的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，它采用一个焊接电源3和一把焊枪4；
所述焊枪4上设有两个钨极，两个钨极分别为第一钨极5和第二钨极6，第一钨极5与焊接电源3的正输出端相接，第二钨极6与焊接电源3的负输出端相接；
焊接时，接通焊接电源3，使第一钨极5和第二钨极6在待焊工件的同一待焊面上，电流沿着“第一钨极5—待焊工件—第二钨极6”的方向流动，在第一钨极5与待焊工件之间、第二钨极6与待焊工件之间分别产生一个熔池进行焊接。
具体实施方式六：本实施方式是对实施方式五的进一步限定，本实施方式的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法中，第一钨极5的末端和第二钨极6的末端之间的距离为（5mm，15mm）内的一个值。
焊枪由小车负载行走进行焊接或由机器人夹持进行焊接，在应用上更为便利，适用性更广，灵活性更强。
具体实施方式七：结合图7说明本实施方式，本实施方式是对实施方式五的进一步限定，本实施方式的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法中，焊枪4上还固定有一个微调装置7，所述微调装置7的一个微调端与第一钨极5固定连接，微调装置7的另一个微调端与第二钨极6固定连接。
在本实施方式中，所述微调装置7用于对两个钨极之间的距离和二者轴线之间的角度进行微调。
具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式七的进一步限定，在本实施方式的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法中，第一钨极5的末端和第二钨极6的末端之间的距离在（5mm，15mm）范围内，第一钨极5的轴线和第二钨极6的轴线之间的夹角在（15o，60o）范围内。

Claims (8)

1. 单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，它采用一个焊接电源（3）和两把焊枪，所述两把焊枪为第一TIG焊枪（1）和第二TIG焊枪（2）；
其特征在于第一TIG焊枪（1）与焊接电源（3）的正输出端相接，第二TIG焊枪（2）与焊接电源（3）的负输出端相接；
焊接时，接通焊接电源（3），使第一TIG焊枪（1）和第二TIG焊枪（2）在待焊工件的同一待焊面上，电流沿着“第一TIG焊枪（1）—待焊工件—第二TIG焊枪（2）”的方向流动，在第一TIG焊枪（1）与待焊工件之间、第二TIG焊枪（2）与待焊工件之间分别产生一个熔池进行焊接。
2.根据权利要求1所述的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，其特征在于所述第一TIG焊枪（1）和第二TIG焊枪（2）沿焊接方向前后排列进行焊接，第二TIG焊枪（2）对第一TIG焊枪（1）的焊道进行重熔焊接。
3.根据权利要求1所述的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，其特征在于所述第一TIG焊枪（1）和第二TIG焊枪（2）沿垂直于焊接方向横向排列进行焊接。
4.根据权利要求1所述的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，其特征在于所述第一TIG焊枪（1）和第二TIG焊枪（2）绕两把焊枪的中心进行旋转焊接。
5.单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，它采用一个焊接电源（3）和一把焊枪（4）；
其特征在于所述焊枪（4）上设有两个钨极，两个钨极分别为第一钨极（5）和第二钨极（6），第一钨极（5）与焊接电源（3）的正输出端相接，第二钨极（6）与焊接电源（3）的负输出端相接；
焊接时，接通焊接电源（3），使第一钨极（5）和第二钨极（6）在待焊工件的同一待焊面上，电流沿着“第一钨极（5）—待焊工件—第二钨极（6）”的方向流动，在第一钨极（5）与待焊工件之间、第二钨极（6）与待焊工件之间分别产生一个熔池进行焊接。
6.根据权利要求5所述的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，其特征在于所述第一钨极（5）的末端和第二钨极（6）的末端之间的距离为（5mm，15mm）内的一个值。
7.根据权利要求5所述的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，其特征在于所述焊枪（4）上还固定有一个微调装置（7），所述微调装置（7）的一个微调端与第一钨极（5）固定连接，微调装置（7）的另一个微调端与第二钨极（6）固定连接。
8.根据权利要求7所述的单电源单面串联双TIG电弧焊接方法，其特征在于所述第一钨极（5）的末端和第二钨极（6）的末端之间的距离在（5mm，15mm）范围内，第一钨极（5）的轴线和第二钨极（6）的轴线之间的夹角在（15o，60o）范围内。
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