CN101972879B - 一种复合电弧焊接的方法 - Google Patents

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Abstract

一种复合电弧焊接的方法，属于焊接技术领域。它解决了熔化极电弧焊接方法中提高焊丝的熔化速度与降低焊接热输入之间相互矛盾的问题。它将主电源和辅助电源的同极输出端与主熔化电极的首端连接，将主电源的另一极输出端与待焊接工件连接，辅助电源另一极输出端与辅助电极的首端连接，它的焊接方法为：将主熔化电极的末端靠近待焊接工件的待焊接部位，在主电源的作用下，主熔化电极的末端与待焊接工件的待焊接表面之间形成主电弧；将辅助电极的末端靠近主熔化电极的末端，在辅助电源的作用下，主熔化电极的末端与辅助电极的末端之间形成辅助电弧，主电弧和辅助电弧形成复合电弧，实现焊接。本发明作为一种电弧焊接方法。

Description

一种复合电弧焊接的方法
技术领域
本发明涉及一种复合电弧焊接的方法，属于焊接技术领域。
背景技术
电弧焊接是目前应用最为广泛的一种焊接方法，其中尤其是熔化极气体保护焊因为具有适应全位置、自动化、高效率等优点，而成为目前最主要的焊接方法，占所有金属焊接应用量的70%以上。在焊接应用领域中衡量焊接效率的一个主要技术指标就是单位时间的焊丝熔化量，也就是焊丝的熔化速度，由于焊丝的熔化速度与通入的焊接电流成正比，因此要提高焊丝熔化速度就必须提高焊接电流。而提高焊接电流在有利于提高焊接熔深的同时，也使得焊接热输入增加，焊接热输入增加会引发焊接变形严重、热裂纹倾向加大等一系列问题，因此在多数焊接场合要求有低的焊接热输入。此外，在薄板高速焊接中存在的主要问题是容易产生咬边，而出现咬边的主要原因是没有足够的熔化焊丝来充填高速移动的熔池，也就是焊丝的熔化速率不够。还有在堆焊时更加要求高的焊丝熔化速度与低的焊接热输入。综上所述，在熔化极电弧焊接方法中提高焊丝的熔化速度与降低焊接热输入之间总是相互矛盾。
日本专利《一种自动电弧焊接的方法》，公开号为JP昭52-91752A，公开日为1977年8月2日，公开了一种采用复合电弧实现焊接的方法。它压制了母材的热输入，实现了大的熔化速度。但同时存在主电弧末端部电压弧压力大，主电弧会发生偏移的缺陷。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有采用复合电弧实现焊接的方法存在主电弧末端部电压弧压力大，主电弧会发生偏移的问题，提供一种复合电弧焊接的方法。
本发明将主电源和辅助电源的同极输出端同时与主熔化电极的首端连接，将主电源的另一极输出端与待焊接工件连接，辅助电源另一极输出端与辅助电极的首端连接，它的焊接方法为：
将主熔化电极的末端靠近待焊接工件的待焊接部位，使得在主电源的作用下，主熔化电极的末端与待焊接工件的待焊接表面之间形成主电弧；同时，将辅助电极的末端靠近主熔化电极的末端，使得在辅助电源的作用下，主熔化电极的末端与辅助电极的末端之间形成辅助电弧，所述主电弧和辅助电弧形成复合电弧，实现焊接；
所述辅助电极（5）为熔化极；
它还包括N个附加辅助电源（6）和N个附加辅助电极（7），N为大于零的自然数，
所述N个附加辅助电源（6）的同极输出端同时与主熔化电极（3）的首端连接，该同极输出端与连接在主熔化电极（3）首端的主电源（1）的极性相同，每个附加辅助电源（6）的另一极输出端与一个附加辅助电极（7）的首端连接，
在实施焊接时，将每个附加辅助电极（7）的末端分别靠近主熔化电极（3）的末端，使得在每个附加辅助电源（6）的作用下，主熔化电极（3）的末端与每个附加辅助电极（7）的末端之间分别形成附加辅助电弧，所有附加辅助电弧与主电弧和辅助电弧形成复合电弧，实现焊接；
所述N个附加辅助电极（7）为熔化极。
本发明的优点是：本发明方法的焊接电弧由两个焊接电弧复合而成，作用于主熔化电极上的加热电流为主电弧回路和辅助电弧回路所产生的电流之和，而流入待焊接工件的加热电流仅为主电弧回路所产生的电流，由此，通过主电弧回路和辅助电弧回路的电流的叠加，提高了主熔化电极的熔化速度，并且辅助电弧回路的电流不参与对待焊接工件的加热，实现了在提高主熔化电极熔化速度的同时降低了待焊接工件的焊接热输入。
本发明方法具有设计新颖、工作可靠、易于在焊接领域大范围推广实施的优点。
本发明中的N个附加辅助电源和N个附加辅助电极，可以根据实际需要，进一步增加主电弧的回路电流；N个附加辅助电弧可以分散所述主电弧末端部的电弧压力，不仅可以在使用粗丝主熔化电极进行焊接时，获得足够大的焊丝熔化电流，还可以通过附加辅助电弧控制主电弧的形态和位置，当主电弧发生偏移时，可以用动态的不对称的附加辅助电弧电流，控制所述主电弧的摆动。
附图说明
图1为本发明的工作原理示意图；
图2为实施方式三中附加辅助电源为一个时的工作原理示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式将主电源1和辅助电源2的同极输出端同时与主熔化电极3的首端连接，将主电源1的另一极输出端与待焊接工件4连接，辅助电源2另一极输出端与辅助电极5的首端连接，它的焊接方法为：
将主熔化电极3的末端靠近待焊接工件4的待焊接部位，使得在主电源1的作用下，主熔化电极3的末端与待焊接工件4的待焊接表面之间形成主电弧；同时，将辅助电极5的末端靠近主熔化电极3的末端，使得在辅助电源2的作用下，主熔化电极3的末端与辅助电极5的末端之间形成辅助电弧，所述主电弧和辅助电弧形成复合电弧，实现焊接。
图1所示，I1为主电弧回路的电流，I2为辅助电弧回路的电流，在主熔化电极3的末端形成主电弧和辅助电弧形成的复合电弧，复合电弧流经的电流与流经主熔化电极3的电流相等，即为I1+I2，主熔化电极3成为焊接过程中电流通过的公共节点，调节辅助电源2可以调节辅助电弧回路的电流，由此可以实现流过主熔化电极3的电流大于流过待焊接工件4的加热电流，使对主熔化电极3采用大电流加速熔化，对待焊接工件4使用小电流来降低焊接热输入。当I2足够大时，I1可以很小，只要满足待焊接工件4加热的需要即可，实现对待焊接工件4的热输入量达到很低，这种方法实现了对主熔化电极3熔化速度和对待焊接工件4加热作用的独立调整。同样，也可以在保证流过主熔化电极3的电流达到射流过渡的临界电流的条件下，而对待焊接工件4的焊接电流低于射流过渡的临界电流。
具体实施方式二：下面结合图1说明本实施方式，本实施方式为对实施方式一的进一步说明，所述辅助电极5为熔化极或非熔化极。其它组成及连接关系与实施方式一相同。
当辅助电极5为熔化极时，辅助电极5的焊丝直径可以与主熔化电极3相同，也可以不同；当辅助电极5为非熔化极，可先用主熔化电极3所形成的主电弧引弧，辅助电极5通电后可自动引弧，无需高频引弧。
具体实施方式三：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式与实施方式一或二的不同之处在于，它还包括N个附加辅助电源6和N个附加辅助电极7，N为大于零的自然数，
所述N个附加辅助电源6的同极输出端同时与主熔化电极3的首端连接，该同极输出端与连接在主熔化电极3首端的主电源1的极性相同，每个附加辅助电源6的另一极输出端与一个附加辅助电极7的首端连接，
在实施焊接时，将每个附加辅助电极7的末端分别靠近主熔化电极3的末端，使得在每个附加辅助电源6的作用下，主熔化电极3的末端与每个附加辅助电极7的末端之间分别形成附加辅助电弧，所有附加辅助电弧与主电弧和辅助电弧形成复合电弧，实现焊接。其它组成及连接关系与实施方式一或二相同。
如图2所示，当所述附加辅助电弧回路的电流I3≠I2时，主电弧会发生偏移，这种情况可以用动态的不对称的附加辅助电弧电流，控制所述主电弧的摆动。
具体实施方式四：下面结合图2说明本实施方式，本实施方式为对实施方式三的进一步说明，所述N个附加辅助电极7分别为熔化极或非熔化极。其它组成及连接关系与实施方式三相同。
具体实施方式五：本实施方式为对实施方式四的进一步说明，所述主电源1为直流电源、脉冲电源或交流电源，所述辅助电源2为直流电源、脉冲电源或交流电源，所述附加辅助电源6为直流电源、脉冲电源或交流电源。其它组成及连接关系与实施方式四相同。
具体实施方式六：本实施方式为对实施方式四的进一步说明，所述主电源1为恒压电源或恒流电源，所述辅助电源2为恒压电源或恒流电源，所述附加辅助电源6为恒压电源或恒流电源。其它组成及连接关系与实施方式四相同。

Claims (3)

1.一种复合电弧焊接的方法，它将主电源（1）和辅助电源（2）的同极输出端同时与主熔化电极（3）的首端连接，将主电源（1）的另一极输出端与待焊接工件（4）连接，辅助电源（2）另一极输出端与辅助电极（5）的首端连接，它的焊接方法为：
将主熔化电极（3）的末端靠近待焊接工件（4）的待焊接部位，使得在主电源（1）的作用下，主熔化电极（3）的末端与待焊接工件（4）的待焊接表面之间形成主电弧；同时，将辅助电极（5）的末端靠近主熔化电极（3）的末端，使得在辅助电源（2）的作用下，主熔化电极（3）的末端与辅助电极（5）的末端之间形成辅助电弧，所述主电弧和辅助电弧形成复合电弧，实现焊接；
其特征在于：所述辅助电极（5）为熔化极；
它还包括N个附加辅助电源（6）和N个附加辅助电极（7），N为大于零的自然数，
所述N个附加辅助电源（6）的同极输出端同时与主熔化电极（3）的首端连接，该同极输出端与连接在主熔化电极（3）首端的主电源（1）的极性相同，每个附加辅助电源（6）的另一极输出端与一个附加辅助电极（7）的首端连接，
在实施焊接时，将每个附加辅助电极（7）的末端分别靠近主熔化电极（3）的末端，使得在每个附加辅助电源（6）的作用下，主熔化电极（3）的末端与每个附加辅助电极（7）的末端之间分别形成附加辅助电弧，所有附加辅助电弧与主电弧和辅助电弧形成复合电弧，实现焊接；
所述N个附加辅助电极（7）为熔化极。
2.根据权利要求1所述的复合电弧焊接的方法，其特征在于：所述主电源（1）为直流电源、脉冲电源或交流电源，所述辅助电源（2）为直流电源、脉冲电源或交流电源，所述附加辅助电源（6）为直流电源、脉冲电源或交流电源。
3.根据权利要求1所述的复合电弧焊接的方法，其特征在于：所述主电源（1）为恒压电源或恒流电源，所述辅助电源（2）为恒压电源或恒流电源，所述附加辅助电源（6）为恒压电源或恒流电源。
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