CN103264206A - 一种单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接技术领域，提供一种单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法及其装置，该方法包括当所述单枪双丝垂直气电焊枪在焊接时，焊枪在待焊接工件的坡口内做“Y”或“△”型摆动，且焊枪的主融化电极上的加热电流大于所述待焊接工件上的加热电流。本发明一方面在提高了主熔化电极的熔化速度的同时，降低了待焊接工件的焊接热输入，另一方面焊枪在待焊接工件坡口内做“Y”或“△”型摆动给工件边缘实现有效的加热，使得待焊接工件不易被焊穿。
Description
【技术领域】
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法及其装置。
【背景技术】
目前在造船、圆筒型贮油罐以及钢架、桥梁、重型机电设备、炼铁设备等的钢壁焊接中，传统的立向焊接方法，如采用气体保护焊枪摆动焊接、电渣焊接、气电焊接。前者由于以提高焊接部的质量为目标，有时是要牺牲焊接效率，同时由于是进行多层焊接，各层间的焊接缺陷发生率较高。后者虽然效率高，但在焊接厚的高强度钢（大于30mm）时，由于焊接进热量大，会导致焊接金属和母材热影响部的缺口韧性劣化，工件容易焊穿。因此，需要设计一种新型的焊接方法和装置。
【发明内容】
为了克服现有技术中存在立向焊接厚的高强度钢（大于30mm）时，由于焊接进热量大，会导致焊接金属和母材热影响部的缺口韧性劣化，工件容易焊穿的技术问题，本发明的第一目的在于提供一种单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法。
本发明的第二目的在于提供一种单枪双丝垂直气电焊接装置。
一方面，本发明为实现上述第一目的所采用的技术方案是：
一种单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法，所述单枪双丝垂直气电焊枪在焊接时，焊枪在待焊接工件的坡口内做“Y”或“△”型摆动，且焊枪的主融化电极上的加热电流大于所述待焊接工件上的加热电流。
根据本发明的一优选实施例：所述焊接方法具体包括：
S1、提供一具有主电弧回路和辅助电弧回路的焊枪；
S2、将所述焊枪安装到一摆动装置上并伸入到待焊接工件的坡口内；
S3、启动所述焊枪，使焊枪的主融化电极上的加热电流为焊枪主电弧回路和辅助电弧回路所产生的电流之和，使待焊接工件的加热电流为主电弧回路所产生的电流；
S4、控制所述摆动装置带动焊枪在待焊接工件的坡口内做“Y”或“△”型摆动而使电弧点移动给工件边缘有效加热，实现焊接。
根据本发明的一优选实施例：所述步骤S1中的主电弧回路包括依次连接的主融化电极、主焊丝和主电源；辅助电弧回路包括依次连接的辅助融化电极、辅助焊丝和辅助电源。
根据本发明的一优选实施例：所述步骤S3中的启动所述焊枪具体为，将所述主电弧回路中的主融化电极的首端同时与主电源和辅助电源的正极输出端连接，并将所述主电源的负极输出端与待焊接工件连接，将所述辅助电弧回路中的辅助融化电极的首端与辅助电源的负极输出端连接。
根据本发明的一优选实施例：在所述步骤S3后还包括，所述焊枪在主电源的作用下，使主熔化电极末端与所述待焊接工件坡口之间形成用于加热融化所述待焊接工件的主电弧。
根据本发明的一优选实施例：在所述步骤S3后还包括，所述焊枪在辅助电源的作用下，使辅助融化电极末端与所述的主融化电极末端之间形成所述用于加快焊丝熔化速度的辅助电弧。
根据本发明的一优选实施例：所述主融化电极末端与辅助融化电极末端具有一夹角，且所述主融化电极末端与待焊接工件在垂直方向上相互平行。
根据本发明的一优选实施例：所述主融化电极末端与辅助融化电极末端之间的夹角为锐角。
另一方面，本发明为实现上述第二目的所采用的一个技术方案是：
一种单枪双丝垂直气电焊接装置，其包括：
一单枪双丝垂直气电焊枪；
以及一用于安装所述单枪双丝垂直气电焊枪的摆动装置；
所述焊接装置在焊接时，所述摆动装置控制单枪双丝垂直气电焊枪在待焊接工件的坡口内做“Y”或“△”型摆动，同时单枪双丝垂直气电焊枪的主融化电极上的加热电流大于所述待焊接工件上的加热电流。
根据本发明的一优选实施例：所述单枪双丝垂直气电焊枪包括主电弧回路和辅助电弧回路，且所述焊接装置在焊接时，所述单枪双丝垂直气电焊枪的主融化电极上的加热电流为焊枪主电弧回路和辅助电弧回路所产生的电流之和，待焊接工件的加热电流为主电弧回路所产生的电流。
根据本发明的一优选实施例：所述主电弧回路包括依次连接的主融化电极、主焊丝和主电源；所述辅助电弧回路包括依次连接的辅助融化电极、辅助焊丝和辅助电源。
根据本发明的一优选实施例：所述主电弧回路中的主融化电极的首端同时与主电源和辅助电源的正极输出端连接，所述主电源的负极输出端与待焊接工件连接，所述辅助电弧回路中的辅助融化电极的首端与辅助电源的负极输出端连接。
根据本发明的一优选实施例：所述摆动装置包括轨道装置，安装于轨道装置上的可上下移动的滑动装置，安装于滑动装置上的摆动器，以及控制所述滑动装置上下移动和控制所述摆动器摆动的控制器，所述焊枪安装于摆动器上。
根据本发明的一优选实施例：所述主融化电极末端与辅助融化电极末端具有一夹角，且所述主融化电极末端与待焊接工件在垂直方向上相互平行。
根据本发明的一优选实施例：所述主融化电极末端与辅助融化电极末端之间的夹角为锐角。
相对于现有技术中来说，本发明的有益效果为：
一方面使焊枪的主融化电极上的加热电流大于待焊接工件上的加热电流，在提高了主熔化电极的熔化速度的同时，降低了待焊接工件的焊接热输入，另一方面焊枪在待焊接工件坡口内做“Y”或“△”型摆动给工件边缘实现有效的加热，使得待焊接工件不易被焊穿。
【附图说明】
图1. 是本发明的实施例所述的单枪双丝垂直气电焊接方法流程图；
图2. 是本发明的实施例所述的单枪双丝垂直气电焊接装置结构图；
图3. 是本发明的实施例所述的主焊丝和辅助焊丝示意图。
附图标记说明：1、待焊接工件，2、焊枪，3、摆动器，4、主焊丝，5、辅助焊丝，6、主电源，7、辅助电源，8、主融化电极，9、辅助融化电极，10、轨道装置，11、滑动装置。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
实施例一
本实施例提供一种单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法，其总体构思在于：单枪双丝垂直气电焊枪在焊接时，焊枪2在待焊接工件1的坡口内做“Y”或“△”型摆动，且焊枪2的主融化电极8上的加热电流大于所述待焊接工件1上的加热电流，这样，一方面使焊枪2的主融化电极8上的加热电流大于待焊接工件1上的加热电流，在提高了主熔化电极8的熔化速度的同时，降低了待焊接工件1的焊接热输入，另一方面焊枪2在待焊接工件1坡口内做“Y”或“△”型摆动给工件边缘实现有效的加热，使得待焊接工件不易被焊穿。
参阅图1所示，该焊接方法具体包括以下步骤：
第一步、提供一具有主电弧回路和辅助电弧回路的焊枪2；其中：主电弧回路包括依次连接的主融化电极8、主焊丝4和主电源6；辅助电弧回路包括依次连接的辅助融化电极9、辅助焊丝5和辅助电源7；
第二步、将焊枪2安装到一摆动装置上并伸入到待焊接工件1的坡口内；
第三步、启动焊枪2，使焊枪2的主融化电极8上的加热电流为焊枪主电弧回路和辅助电弧回路所产生的电流之和，使待焊接工件1的加热电流为主电弧回路所产生的电流；
第四步、控制摆动装置带动焊枪2在待焊接工件1的坡口内做“Y”或“△”型摆动而使电弧点移动给工件边缘有效加热，实现焊接。
总的来说，通过上述的方法设置，使得焊枪2在焊接时，焊枪2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8的熔化速度，并且由于辅助电弧回路的电流不参与对待焊接工件1的加热，实现了在提高主熔化电极8熔化速度的同时降低了待焊接工件1的焊接热输入，同时由于摆动装置带动电弧在坡口内做“Y”或“△”型摆动给待焊接工件1边缘有效加热，实现了焊接的功能。
较佳的，第三步中的启动焊枪2过程为焊枪2、待焊接工件1与主电源6、辅助电源7之间接线的过程，即具体为：将主电弧回路中的主融化电极8的首端同时与主电源6和辅助电源7的正极输出端连接，并将主电源的6负极输出端与待焊接工件1连接，将辅助电弧回路中的辅助融化电极9的首端与辅助电源7的负极输出端连接。这样在启动焊枪2后，由于焊枪2在主电源6的作用下，使主熔化电极8末端与待焊接工件1坡口之间形成一个用于加热融化待焊接工件1的主电弧。同时由于在辅助电源8的作用下，使辅助融化电极9末端与的主融化电极8末端之间形成用于加快焊丝熔化速度的辅助电弧。
本实施例中，为了提高焊接效率，设置主融化电极8末端与辅助融化电极9末端具有一锐角夹角，且主融化电极8末端与待焊接工件1在垂直方向上相互平行。
实施例二
本实施例提供的一种单枪双丝垂直气电焊接装置，其总的构思在于：包括一单枪双丝垂直气电焊枪2；以及一用于安装单枪双丝垂直气电焊枪2的摆动装置；当焊接装置在焊接时，摆动装置控制单枪双丝垂直气电焊枪2在待焊接工件的坡口内做“Y”或“△”型摆动，同时单枪双丝垂直气电焊枪2的主融化电极8上的加热电流大于待焊接工件1上的加热电流。这样的装置一方面在提高了焊枪主熔化电极8的熔化速度的同时，降低了待焊接工件1的焊接热输入，另一方面焊枪2在待焊接工件1坡口内做“Y”或“△”型摆动给工件边缘实现有效的加热，使得待焊接工件1不易被焊穿。
参阅图2- 3所示，为本实施例的单枪双丝垂直气电焊接装置的具体结构图，其包括：具有主电弧回路和辅助电弧回路的焊枪2；以及用于安装焊枪2的摆动装置；在该焊接装置进行焊接时，焊枪2的主融化电极8上的加热电流为焊枪主电弧回路和辅助电弧回路所产生的电流之和，待焊接工件1的加热电流为主电弧回路所产生的电流；而摆动装置控制所述焊枪2在待焊接工件1的坡口内做“Y”或“△”型摆动。
本实施例的装置的原理在于：焊枪2的焊接电弧由两个焊接电弧复合而成，作用于主熔化电极8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1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8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1的加热，实现了在提高主熔化电极8熔化速度的同时降低了待焊接工件1的焊接热输入，同时摆动装置带动电弧在待焊接工件坡口内做“Y”或“△”型摆动给工件边缘实现有效的加热，因此使得待焊接工件1不易被焊穿。较佳的，主电弧回路包括依次连接的主融化电极8、主焊丝4和主电源6；辅助电弧回路包括依次连接的辅助融化电极9、辅助焊丝5和辅助电源7。并且主电弧回路中的主融化电极8的首端同时与主电源6和辅助电源7的正极输出端连接，主电源6的负极输出端与待焊接工件1连接，辅助电弧回路中的辅助融化电极9的首端与辅助电源7的负极输出端连接。这样在焊枪时，由于焊枪2在主电源6的作用下，使主熔化电极8末端与待焊接工件1坡口之间形成一个用于加热融化待焊接工件1的主电弧；同时由于在辅助电源7的作用下，使辅助融化电极末端9与的主融化电极8末端之间形成用于加快焊丝熔化速度的辅助电弧。
本实施例中，摆动装置包括轨道装置10，安装于轨道装置10上的可上下移动的滑动装置11，安装于滑动装置11上的摆动器3，以及控制滑动装置11上下移动和控制摆动器3摆动的控制器，焊枪2安装于摆动器3上。具体的，整个摆动装置的结构设计采用采用现有技术的方案，即：轨道装置10可以是一个具有普通滑轨的装置，滑动装置11为一个具有与普通滑轨相配合的滑槽装置，而摆动器3为一个能够摆动的，且具有多个自由度的夹具；而与现有技术不同之处主要在于控制器的设计，本实施例的方案主要在控制器中加入控制程序，该程序可以使摆动器能够实现“Y”或“△”型摆动。
同样，为了提高焊接效率，主融化电极8末端与辅助融化电极9末端具有一锐角的夹角，且主融化电极8末端与待焊接工件1在垂直方向上是相互平行的。
上述详细描述仅是示范性描述，本领域技术人员在不脱离本发明所保护的范围和精神的情况下，可根据不同的实际需要设计出各种实施方式。
Claims (15)
1.一种单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法，其特征在于：所述单枪双丝垂直气电焊枪（2）在焊接时，焊枪（2）在待焊接工件（1）的坡口内做“Y”或“△”型摆动，且焊枪（2）的主融化电极上的加热电流大于所述待焊接工件（1）上的加热电流。
2.根据权利要求1所述的单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法，其特征在于：所述焊接方法具体包括，
S1、提供一具有主电弧回路和辅助电弧回路的焊枪（2）；
S2、将所述焊枪（2）安装到一摆动装置上并伸入到待焊接工件（1）的坡口内；
S3、启动所述焊枪（2），使焊枪（2）的主融化电极上的加热电流为焊枪主电弧回路和辅助电弧回路所产生的电流之和，使待焊接工件（1）的加热电流为主电弧回路所产生的电流；
S4、控制所述摆动装置带动焊枪（2）在待焊接工件（1）的坡口内做“Y”或“△”型摆动而使电弧点移动给工件边缘有效加热，实现焊接。
3.根据权利要求2所述的单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法，其特征在于：所述步骤S1中的主电弧回路包括依次连接的主融化电极（8）、主焊丝（4）和主电源（6）；辅助电弧回路包括依次连接的辅助融化电极（9）、辅助焊丝（5）和辅助电源（7）。
4.根据权利要求3所述的单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法，其特征在于：所述步骤S3中的启动所述焊枪（2）具体为，将所述主电弧回路中的主融化电极（8）的首端同时与主电源（6）和辅助电源（7）的正极输出端连接，并将所述主电源（6）的负极输出端与待焊接工件（1）连接，将所述辅助电弧回路中的辅助融化电极（9）的首端与辅助电源（7）的负极输出端连接。
5.根据权利要求4所述的单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法，其特征在于：在所述步骤S3后还包括，所述焊枪（2）在主电源（6）的作用下，使主熔化电极（8）末端与所述待焊接工件（1）坡口之间形成用于加热融化所述待焊接工件（1）的主电弧。
6.根据权利要求4所述的单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法，其特征在于：在所述步骤S3后还包括，所述焊枪（2）在辅助电源（7）的作用下，使辅助融化电极（9）末端与所述的主融化电极（8）末端之间形成所述用于加快焊丝熔化速度的辅助电弧。
7.根据权利要求3或4所述的单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法，其特征在于：所述主融化电极（8）末端与辅助融化电极（9）末端具有一夹角，且所述主融化电极（8）末端与待焊接工件（1）在垂直方向上相互平行。
8.根据权利要求7所述的单枪双丝垂直气电焊枪的焊接方法，其特征在于：所述主融化电极（8）末端与辅助融化电极（9）末端之间的夹角为锐角。
9.一种单枪双丝垂直气电焊接装置，其特征在于：所述焊接装置包括，
一单枪双丝垂直气电焊枪（2）；
以及一用于安装所述单枪双丝垂直气电焊枪（2）的摆动装置；
所述焊接装置在焊接时，所述摆动装置控制单枪双丝垂直气电焊枪（2）在待焊接工件（1）的坡口内做“Y”或“△”型摆动，同时单枪双丝垂直气电焊枪（2）的主融化电极（8）上的加热电流大于所述待焊接工件（1）上的加热电流。
10.根据权利要求9所述的单枪双丝垂直气电焊接装置，其特征在于：所述单枪双丝垂直气电焊枪（2）包括主电弧回路和辅助电弧回路，且所述焊接装置在焊接时，所述单枪双丝垂直气电焊枪（2）的主融化电极（8）上的加热电流为焊枪主电弧回路和辅助电弧回路所产生的电流之和，待焊接工件（1）的加热电流为主电弧回路所产生的电流。
11.根据权利要求10所述的单枪双丝垂直气电焊接装置，其特征在于：所述主电弧回路包括依次连接的主融化电极（8）、主焊丝（4）和主电源（6）；所述辅助电弧回路包括依次连接的辅助融化电极（9）、辅助焊丝（5）和辅助电源（7）。
12.根据权利要求11所述的单枪双丝垂直气电焊接装置，其特征在于：所述主电弧回路中的主融化电极（8）的首端同时与主电源（6）和辅助电源（7）的正极输出端连接，所述主电源（6）的负极输出端与待焊接工件（1）连接，所述辅助电弧回路中的辅助融化电极（9）的首端与辅助电源（7）的负极输出端连接。
13.根据权利要求9-12任一项所述的单枪双丝垂直气电焊接装置，其特征在于：所述摆动装置包括轨道装置（10），安装于轨道装置（10）上的可上下移动的滑动装置（11），安装于滑动装置（11）上的摆动器（3），以及控制所述滑动装置（11）上下移动和控制所述摆动器作“Y”或“△”型摆动的控制器，所述焊枪（2）安装于摆动器（3）上。
14.根据权利要求11或12所述的单枪双丝垂直气电焊接装置，其特征在于：所述主融化电极（8）末端与辅助融化电极（9）末端具有一夹角，且所述主融化电极（8）末端与待焊接工件（1）在垂直方向上相互平行。
15.根据权利要求11或12所述的单枪双丝垂直气电焊接装置，其特征在于：所述主融化电极末端（8）与辅助融化电极（9）末端之间的夹角为锐角。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130828 |