CN103862188A - 一种应用于cmt焊接系统的缆式焊丝及cmt焊接系统 - Google Patents

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方臣富
时振
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刘书高
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Abstract

本发明公开了一种应用于CMT焊接系统的缆式焊丝及CMT焊接系统，缆式焊丝由多股绞合方式组成，其中有一股为中心焊丝，其余焊丝为螺旋焊丝，螺旋焊丝以螺旋方式紧密缠绕在中心焊丝的周围。本发明的CTM焊接系统技术方案为焊接电源正极连接焊枪，送丝机内部安装缆式焊丝，缆式焊丝连接焊枪，焊接电源负极连接待焊工件，送丝机连接CMT控制系统。本发明的有益效果是在焊接大厚板时，焊接效率大大提高，避免了大功率缆式焊接打底时产生的金属下榻，熔穿等缺陷。

Description

一种应用于CMT焊接系统的缆式焊丝及CMT焊接系统
技术领域
本发明属于焊接设备领域，涉及一种应用于CMT焊接系统的缆式焊丝及CMT焊接系统。
背景技术
在焊接技术领域，高效焊接一直受到人们的追捧，如何实现焊接工件高效低耗的焊接是焊接领域一直在探索的问题。高效焊接既能节省人力物力资源，又能实现高质量焊接。
为实现高效焊接，常常采用大电流焊接技术实现焊接的大熔敷率，但随电流的增大，往往导致其在第一道焊接时易会出现金属下榻、熔穿等现象。为克服在第一道焊接的焊接问题，需要焊接坡口中进行打底焊。
CMT的冷金属过渡技术成功地将熔滴过渡与送丝运动结合，实现了低热输入、无飞溅的焊接，在熔滴过渡短路时，电源将电流降至很低，热输入几乎为零，减少了不必要的能量损耗。但在厚板的填充过程效率很低，这是由焊丝直径受限等因素所致。缆式焊丝是一种多股绞合焊丝，不仅有焊接效率高，熔敷金属量大的优点，而且焊接过程中还会形成旋转电弧对熔池进行充分的搅拌，使焊缝晶粒均匀细化，微量元素充分均匀分布，焊接接头质量高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种应用于CMT焊接系统的缆式焊丝，解决了现有的CMT焊接系统采用普通焊丝在厚板的焊接过程中造成金属下榻、熔穿的问题。
本发明的另一个目的是提供一种采用缆式焊丝的CMT焊接系统。
本发明采用的技术方案为缆式焊丝由多股绞合方式组成，其中有一股为中心焊丝，其余焊丝为螺旋焊丝，螺旋焊丝以螺旋方式紧密缠绕在中心焊丝的周围。
本发明的技术特点还在于中心焊丝和螺旋焊丝为药芯焊丝。螺旋焊丝为6股，中心焊丝为1股，螺旋焊丝以螺旋方式紧密缠绕于中心焊丝的周围。缆式焊丝为螺旋方式紧密缠绕的6股螺旋焊丝和1股中心焊丝为一组，由多组搅合而成。中心焊丝和螺旋焊丝直径为1.2mm；缆式焊丝的直径为3.6mm。
本发明的CMT焊接系统，包括送丝机，送丝机内部安装缆式焊丝，缆式焊丝通过送丝机传动轮连接焊枪，送丝机还连接CMT控制系统，焊枪连接焊接电源正极，焊接电源负极连接待焊工件。送丝机传动轮采用螺纹式传动轮，其螺纹的倾斜角度与缆式焊丝每一股绞合时的角度相匹配。送丝机传动轮蜗轮齿中间下凹，通过卡住焊丝表面的凸起，使焊丝不脱离送丝路径。
本发明的有益效果是在焊接大厚板时，焊接效率大大提高，避免了大功率缆式焊接打底时产生的金属下榻，熔穿等缺陷。
附图说明
图1是CMT焊接系统采用的缆式焊丝截面示意图；
图2是缆式焊丝侧面示意图；
图3是本发明多组焊丝搅合成缆式焊丝示意图；
图4是CMT焊接系统结构图；
图5是送丝机传动轮结构图；
图6是送丝机传动轮蜗轮正面示意图；
图7是送丝机传动轮涡轮示意图。
图中，1.缆式焊丝，2.中心焊丝，3.螺旋焊丝，4.焊接电源，5.送丝机，6.焊枪，7.待焊工件，8.CMT控制系统，9.送丝机传动轮。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式来进行说明：
如图1和图2所示，缆式焊丝1由多股绞合方式组成，其中有一股为中心焊丝2，其余焊丝为螺旋焊丝3，螺旋焊丝3以螺旋方式紧密缠绕在中心焊丝2的周围。缆式焊丝1直径大，可以采用较大的焊接热输入，大大提高了焊接的熔敷效率，并且熔深加大，焊接厚度较大的工件时，可以减少焊接层数，从而提高效率，节省成本，并且还可以减小材料的变形程度。CMT焊接的熔滴过渡是在电弧熄灭时通过焊丝的回抽实现的，没有熔滴的爆断，所以无飞溅，解决了缆式焊丝1采用其他焊接方法时，由于功率大而飞溅大的现象。
本发明缆式焊丝1作为填充材料的冷金属过度焊接，缆式焊丝1是由多股螺旋焊丝3旋转胶合而成，其中一根焊丝位于中心位置，称为中心焊丝2，其余焊丝围绕中心丝胶合，称为外围丝，缆式焊丝1直径大，效率高，应用于CMT焊接技术中，焊接效率大大提高，能耗可节省50%～60%，避免了大功率缆式焊丝打底时产生的金属下榻、熔穿等缺陷。采用缆式焊丝1进行CMT焊接，能够利用缆式焊丝1熔化时的机械旋转作用，结合CMT模式的机械拉动作用，共同作用于液态熔池，能有效的加强熔池液态金属的搅拌作用，有利于合金元素的充分混合，降低焊接时的缺陷，提高焊缝质量。结合缆式焊丝1的成分的可控性，能有效地应用于表面堆焊。利用缆式焊丝1的CMT焊接工艺，增大了焊丝直径，一可以增大熔敷率，降低能耗；二可以利用缆式焊丝1熔化时的机械旋转作用增强熔池的搅拌作用，能实现对焊缝成分的有效调控。焊接大厚板时，焊接效率大大提高，避免了大功率缆式焊接打底时产生的金属下榻，熔穿等缺陷。
作为优选方案，螺旋焊丝3为六股，中心焊丝2为1股，螺旋焊丝3以螺旋方式紧密缠绕于中心焊丝2的周围。中心焊丝2和螺旋焊丝3直径为1.2mm；缆式焊丝1的直径为3.6mm。中心焊丝2和螺旋焊丝3为药芯焊丝。
其中每一股焊丝都可以是实心焊丝或者药芯焊丝，为了提高电弧对熔池的搅拌作用，每一股又可以是更细的焊丝多股绞合而成。如图3所示，以螺旋方式紧密缠绕的6股螺旋焊丝3和1股中心焊丝2为一组，由多组搅合而成。
本发明CMT焊接系统，如图4所示，包括送丝机5，在送丝机5内部安装缆式焊丝1，缆式焊丝1通过送丝机传动轮9连接焊枪6，送丝机5还连接CMT控制系统8，焊枪6连接焊接电源4正极，焊接电源4负极连接待焊工件7。送丝机传动轮9采用螺纹式传动轮，其螺纹的倾斜角度与缆式焊丝每一股绞合时的角度相匹配。送丝机传动轮9蜗轮齿中间下凹，通过卡住焊丝表面凸起，使焊丝不脱离送丝路径。送丝机5与CMT控制系统8连接，由CMT控制系统8控制，缆式焊丝1端部熔化形成熔滴，熔滴与熔池接触形成短路，此时，CMT控制系统8得到短路信号后会切断电流，控制焊丝的回抽运动帮助熔滴脱落，实现熔滴的冷过度，消除了飞溅现象。CMT控制系统8可采用现有的能符合要求的焊接控制系统。
本发明还可增加焊丝搅合组数，如果强调熔池水平方向的搅拌作用，由多组搅合而成的缆式焊丝1每一股与垂直方向的角度根据要求适量调大；如果强调熔深方向的搅拌作用，每一股与垂直方向的角度可以适量调小。具体可参照实际需要。如图5所示，送丝机传动轮9的涡轮齿存在一定角度，并与每股焊丝绞合角度相匹配，这样有效的降低了CMT焊接时焊丝反复回抽所造成的焊丝与传动轮之间的摩擦强度，避免了对缆式焊丝1以及送丝机5的磨损。如图6和图7所示为涡轮齿的角度a。
本发明与现有技术相比具有广泛的利用价值，具有下列优点和有益效果：
1、本发明的缆式焊丝CMT焊接系统在焊接大厚板时，焊接效率大大提高，避免了大功率缆式焊丝打底时产生的金属下榻，熔穿等缺陷。
2、本发明的缆式焊丝CMT焊接系统与缆式焊丝1采取其他焊接方法相比，具有热输入小，无飞溅等突出优点。
3、本发明的缆式焊丝CMT焊接系统的缆式焊丝1的外层焊丝在熔化时有机械旋转作用，结合CMT模式的机械拉动作用，共同作用于液态熔池，能有效加强熔池液态金属的搅拌作用，有助于熔融金属中气体溢出和有益元素在熔池内的均匀分布，从而减小焊缝缺陷，提高焊缝质量。
4、采用相同的焊接电压和焊接电流规范，本发明的缆式焊丝CMT焊接系统与普通CMT焊接系统相比，其焊丝熔化速度、熔敷率以及电能效率等都有明显的提高。

Claims (8)

1.一种应用于CMT焊接系统的缆式焊丝，其特征在于：缆式焊丝（1）由多股绞合方式组成，其中有一股为中心焊丝（2），其余焊丝为螺旋焊丝（3），螺旋焊丝（3）以螺旋方式紧密缠绕在中心焊丝（2）的周围。
2.按照权利要求1所述一种应用于CMT焊接系统的缆式焊丝，其特征在于：所述中心焊丝（2）和螺旋焊丝（3）为药芯焊丝。
3.按照权利要求1所述一种应用于CMT焊接系统的缆式焊丝，其特征在于：所述螺旋焊丝（3）为6股，中心焊丝（2）为1股，螺旋焊丝（3）以螺旋方式紧密缠绕于中心焊丝（2）的周围。
4.按照权利要求3所述一种应用于CMT焊接系统的缆式焊丝，其特征在于：所述以螺旋方式紧密缠绕的6股螺旋焊丝（3）和1股中心焊丝（2）为一组，由多组搅合而成。
5.按照权利要求1至3任一所述一种应用于CMT焊接系统的缆式焊丝，其特征在于：所述中心焊丝（2）和螺旋焊丝（3）直径为1.2mm；缆式焊丝（1）的直径为3.6mm。
6.应用权利要求1所述缆式焊丝的CMT焊接系统，其特征在于：包括送丝机（5），送丝机（5）内部安装缆式焊丝（1），缆式焊丝（1）通过送丝机传动轮（9）连接焊枪（6），送丝机（5）还连接CMT控制系统（8），焊枪（6）连接焊接电源（4）正极，焊接电源（4）负极连接待焊工件（7）。
7.按照权利要求6所述CMT焊接系统，其特征在于：所述送丝机传动轮（9）采用螺纹式传动轮，其螺纹的倾斜角度与缆式焊丝每一股绞合时的角度相匹配。
8.按照权利要求6所述CMT焊接系统，其特征在于：所述送丝机传动轮（9）蜗轮齿中间下凹，通过卡住焊丝表面的凸起，使焊丝不脱离送丝路径。
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