CN103182592A - 一种交直流混合焊接方法及装置 - Google Patents

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范成磊
王汉泉
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一种交直流混合焊接方法及装置，它涉及焊接技术领域，它采用两组钨电极，第一前钨极(14-1)和第二前钨极(14-2)错开排列，接交流焊接电源，利用交流电弧的阴极清理作用清除合金表面致密的高熔点氧化膜，后钨极(13)接直流焊接电源，采用直流正接接法，利用较大功率的焊接电弧，提高焊接熔深和速度。它只需1台普通的交流和1台普通的直流TIG焊机即可完成工作，生产效率成倍提高，而设备本身的成本尚不到1台变极性TIG焊接电源的一半，是一种低成本、优质高效的焊接方法。

Description

一种交直流混合焊接方法及装置
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种用于铝、镁合金中厚板焊接的新型交直流混合焊接方法及装置。
背景技术
铝、镁合金特别是薄壁和中厚壁铝合金板材、管材拼接焊与对接焊，应用非常广泛，焊接生产效率直接影响相关企业的经济效益。众所周知，铝、镁合金表面覆盖着一层致密的氧化膜，以铝合金为例，Al2O3氧化膜层熔点很高（达2200℃左右，而铝合金熔点只有660℃左右），因此焊接时如果不能清理掉Al2O3氧化膜层，这类合金的焊接很难进行。因此目前这类材料的拼接焊，一般采用交流方波TIG焊接方法，主要就是要利用当电流处于负半波时的阴极清理作用清除掉合金表面的氧化膜，以保证焊接的顺利进行。然而与常规的直流正接TIG焊相比，交流TIG焊接存在钨极烧损严重、承载电流低、生产效率低等明显缺点，对于稍微厚一点的材料，如5mm厚铝合金板，就必须开大角度坡口进行多层填丝焊接，进一步降低了效率、浪费了材料。
如果采用变极性焊接电源进行焊接，一定程度上可以克服上述矛盾，但一方面变极性焊接电源价格昂贵，另一方面焊接速度仍然受到限制，过分的提高焊接速度，必然会带来咬边等焊接缺陷，生产效率仍然受到一定限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种交直流混合焊接方法及装置，它只需1台普通的交流和1台普通的直流TIG焊机即可完成工作，生产效率成倍提高，而设备本身的成本尚不到1台变极性TIG焊接电源的一半，是一种低成本、优质高效的焊接方法。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：它包含后枪体1、冷却水套2、冷却水进孔3、冷却水腔4、绝缘套5、冷却水出孔6保护气管7、前枪体8、保护罩9、气筛10、后钨极夹11、前钨极夹12、后钨极13、第一前钨极14-1、第二前钨极14-2、后焊接电弧15、前焊接电弧16；两个冷却水套2分别设置在后枪体1的两侧，冷却水套2上设置有冷却水进孔3，且冷却水套2的内壁与后枪体1的外壁之间设置有冷却水腔4，冷却水套2的外侧下部设置有绝缘套5，前枪体8设置在后枪体1的右侧，且前枪体8的两侧下部设置有绝缘套5，后钨极夹11设置在后枪体1的下部，且后钨极夹11的上端固定在后枪体1中，后钨极13固定在后钨极夹11的内部，且后钨极13的下端连接有后焊接电弧15，前钨极夹12设置在前枪体8的下部，且前钨极夹12的上端固定在前枪体8上，第一前钨极14-1固定在前钨极夹12的内部，且第一前钨极14-1的下端连接有前焊接电弧16，第二前钨极14-2设置在第一前钨极14-1的右侧，且第二前钨极14-2的下端与前焊接电弧16连接，保护罩9设置在后枪体1和前枪体8的中部，气筛10设置在保护罩9上表面的下部。
本发明采用两组钨电极，第一前钨极14-1和第二前钨极14-2错开排列，接交流焊接电源，利用交流电弧的阴极清理作用清除合金表面致密的高熔点氧化膜，后钨极13接直流焊接电源，采用直流正接接法，利用较大功率的焊接电弧，提高焊接熔深和速度。
本发明具有以下有益效果：它只需1台普通的交流和1台普通的直流TIG焊机即可完成工作，生产效率成倍提高，而设备本身的成本尚不到1台变极性TIG焊接电源的一半，是一种低成本、优质高效的焊接方法。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图，
图2为本发明的平面投影示意图。
具体实施方式：
参看图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含后枪体1、冷却水套2、冷却水进孔3、冷却水腔4、绝缘套5、冷却水出孔6保护气管7、前枪体8、保护罩9、气筛10、后钨极夹11、前钨极夹12、后钨极13、第一前钨极14-1、第二前钨极14-2、后焊接电弧15、前焊接电弧16；两个冷却水套2分别设置在后枪体1的两侧，冷却水套2上设置有冷却水进孔3，且冷却水套2的内壁与后枪体1的外壁之间设置有冷却水腔4，冷却水套2的外侧下部设置有绝缘套5，前枪体8设置在后枪体1的右侧，且前枪体8的两侧下部设置有绝缘套5，后钨极夹11设置在后枪体1的下部，且后钨极夹11的上端固定在后枪体1中，后钨极13固定在后钨极夹11的内部，且后钨极13的下端连接有后焊接电弧15，前钨极夹12设置在前枪体8的下部，且前钨极夹12的上端固定在前枪体8上，第一前钨极14-1固定在前钨极夹12的内部，且第一前钨极14-1的下端连接有前焊接电弧16，第二前钨极14-2设置在第一前钨极14-1的右侧，且第二前钨极14-2的下端与前焊接电弧16连接，保护罩9设置在后枪体1和前枪体8的中部，气筛10设置在保护罩9上表面的下部。
本具体实施方式采用两组钨电极，第一前钨极14-1和第二前钨极14-2错开排列，接交流焊接电源，利用交流电弧的阴极清理作用清除合金表面致密的高熔点氧化膜，后钨极13接直流焊接电源，采用直流正接接法，利用较大功率的焊接电弧，提高焊接熔深和速度。
本具体实施方式的基本原理为：交直流复合焊枪主要由互相绝缘的前、后两组钨合金电极和保护气筛组成，其中前边一组钨电极接普通交流焊接电源，后边一组钨电极接普通直流焊接电源，采用直流正接接法。
第一前钨极14-1和第二前钨极14-2的主要作用：一是利用交流电弧的阴极清理作用清除铝合金工件表面的氧化膜层；二是对焊接工件进行预热。由于前边的钨电极的主要作用不是焊接，因此在工作时只需通入较小的焊接电流（<50A）即可。前边一组钨电极共有2根，错开排列，2根钨极分流进一步减少了交流电弧对钨极的烧损，同时也扩大阴极清理区的面积。如果需要送进焊丝的话，焊丝只需送到两根钨极之间即可，这样一方面交流电弧也能清理掉铝焊丝表面的氧化膜及水分、污物等对焊接不利的杂质，同时对焊丝也是一种预热，可以大大提高送丝速度。另外，焊丝只需送到两根钨极之间，对送丝的控制要求相对降低。
后钨极13的主要作用：后边一组钨电极只有1根，接直流焊接电源，主要目的就是完成焊接。由于后电极采用直流正接接法，可以通过较大的电流，电弧功率较大，焊接熔深显著大于交流焊接，因此焊接效率成倍的提高，例如对于5mm厚的铝合金板材可以不开坡口一次焊透，对于更薄的如2mm的铝合金板焊接速度可以提升1倍以上，达到2m/min以上。在前边交流电弧的预热作用之下，焊接效率还可进一步提升。另外，由于前边的交流电弧有预热作用，这适当延长了熔池存在时间，保证了熔池中气泡能够充分溢出，会大大降低焊缝中的气孔等焊接缺陷，提升焊接品质。
保护罩9和气筛10的主要作用：铝、镁等金属在高温下极度活泼，瞬时能够与空气中的氧进行反应，如果不注意保护，则前边交流电弧刚将合金表面的氧化膜清理干净，在进入后边电弧焊接保护空间之前，又会重新生成氧化膜，由于后弧采用直流正接接法，没有阴极清理作用，会严重影响焊接质量。因此中间气道和气筛的作用就是通入保护气，如图2所示，保证前边清理干净的金属不会被重新氧化，其中气筛是由多层金属细丝网制成，保证气体的通入均匀，不影响前、后电弧稳定工作。
本具体实施方式只需1台普通的交流和1台普通的直流TIG焊机即可完成工作，生产效率成倍提高，而设备本身的成本尚不到1台变极性TIG焊接电源的一半，是一种低成本、优质高效的焊接方法。

Claims (2)

1.一种交直流混合焊接方法及装置，其特征在于它包含后枪体(1)、冷却水套(2)、冷却水进孔(3)、冷却水腔(4)、绝缘套(5)、冷却水出孔(6)保护气管(7)、前枪体(8)、保护罩(9)、气筛(10)、后钨极夹(11)、前钨极夹(12)、后钨极(13)、第一前钨极(14-1)、第二前钨极(14-2)、后焊接电弧(15)、前焊接电弧(16)；两个冷却水套(2)分别设置在后枪体(1)的两侧，冷却水套(2)上设置有冷却水进孔(3)，且冷却水套(2)的内壁与后枪体(1)的外壁之间设置有冷却水腔(4)，冷却水套(2)的外侧下部设置有绝缘套(5)，前枪体(8)设置在后枪体(1)的右侧，且前枪体(8)的两侧下部设置有绝缘套(5)，后钨极夹(11)设置在后枪体(1)的下部，且后钨极夹(11)的上端固定在后枪体(1)中，后钨极(13)固定在后钨极夹(11)的内部，且后钨极(13)的下端连接有后焊接电弧(15)，前钨极夹(12)设置在前枪体(8)的下部，且前钨极夹(12)的上端固定在前枪体(8)上，第一前钨极(14-1)固定在前钨极夹(12)的内部，且第一前钨极(14-1)的下端连接有前焊接电弧(16)，第二前钨极(14-2)设置在第一前钨极(14-1)的右侧，且第二前钨极(14-2)的下端与前焊接电弧(16)连接，保护罩(9)设置在后枪体(1)和前枪体(8)的中部，气筛(10)设置在保护罩(9)上表面的下部。
2.根据权利要求1所述的一种交直流混合焊接方法及装置，其特征在于它采用两组钨电极，第一前钨极(14-1)和第二前钨极(14-2)错开排列，接交流焊接电源，利用交流电弧的阴极清理作用清除合金表面致密的高熔点氧化膜，后钨极(13)接直流焊接电源，采用直流正接接法，利用较大功率的焊接电弧，提高焊接熔深和速度。
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