CN105127552A - 一种脉冲电流辅助焊接装置及焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种脉冲电流辅助焊接装置及焊接方法，包括焊机、脉冲电源随焊严紧轮，所述焊机的输出正端与焊枪中的焊丝相连，所述焊机的输出负端与工件相连；所述脉冲电源的正极与随焊压紧轮相连，所述脉冲电源的负极与工件相连；所述随焊压紧轮置于所述焊枪的前方，其中焊接前进的方向为前方。该装置和方法具有细化焊缝组织，改善接头性能的功能。

Description

一种脉冲电流辅助焊接装置及焊接方法
技术领域
本发明涉及一种脉冲电流辅助焊接装置及焊接方法，属于焊接技术领域。
背景技术
焊接技术是应用最为广泛的连接技术之一。在众多焊接方法中电弧焊发展及应用的较早，目前无论弧焊技术本身还是其应用技术都比较成熟。但采用电弧焊焊接金属材料，由于电弧对连接部分和填充金属的加热熔化作用，会形成液态的熔池，而熔池凝固后便形成所需的焊缝。因此，焊缝组织形态对焊接后的接头性能有着十分重要的影响。由于熔池凝固时温度梯度的影响，焊缝近熔合线一侧很容易出现柱状晶组织，柱状晶的大小和厚度会直接影响焊后接头的性能。因此，需要对焊缝组织的大小和形态进行控制。常见的方法有焊后热处理，或焊接过程中施加辅助声场、磁场和电场方法。其中，已经有在TIG填丝焊焊铝合金时，通过在焊丝和工件之间施加脉冲电流的方式，可以有效地改善焊缝组织形态，但这种方法所施加的脉冲电流大小收到填丝材料直径的限制，功率密度不能太大，另外，但送丝和熔丝不匹配时，为出现辅助脉冲电流施加不上的现象，或出现起弧现象；若填充材料作为焊接时的熔化极，在焊丝上施加脉冲电流会对焊接电弧产生影响，因此，在丝材上施加脉冲电流应用受限。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种脉冲电流辅助焊接装置及焊接方法，具有细化焊缝组织，改善接头性能的功能。
为解决上述技术问题，本发明提供一种脉冲电流辅助焊接装置，包括焊机、脉冲电源随焊严紧轮，所述焊机的输出正端与焊枪中的焊丝相连，所述焊机的输出负端与工件相连；所述脉冲电源的正极与随焊压紧轮相连，所述脉冲电源的负极与工件相连；所述随焊压紧轮置于所述焊枪的前方，其中焊接前进的方向为前方。
进一步，所述随焊压紧轮为两个，分别置于焊缝的两侧。
进一步，所述随焊压紧轮与焊缝之间的距离为30mm。
进一步，所述随焊压紧轮的中心与焊丝端部之间的距离为40mm。
一种脉冲电流辅助焊接方法，包括以下步骤：
步骤一，组装焊接装置，将焊机的输出正端与焊枪中的焊丝相连，焊机的输出负端与工件相连；将脉冲电源的正极与随焊压紧轮相连，脉冲电源的负极与工件相连；随焊压紧轮置于所述焊枪的前方，其中焊接前进的方向为前方；
步骤二，焊接。
进一步，所述随焊压紧轮为两个，分别置于焊缝的两侧。
进一步，所述随焊压紧轮与焊缝之间的距离为30mm。
进一步，所述随焊压紧轮的中心与焊丝端部之间的距离为40mm。
本发明所达到的有益技术效果：将辅助脉冲电流通过焊枪前的随焊压紧轮施加到熔池上，使得焊接熔池在凝固时受到强脉冲电磁力的作用，打乱柱状晶的生长方向，起到细化晶粒，改善焊缝组织，最终提高焊接接头性能的目的。
附图说明
图1本发明之焊接装置结构示意图；
图2具体实施例采用脉冲电流和无脉冲电流焊接接头后焊缝的显微镜下对比图像。
具体实施方式
为了能更好的了解本发明的技术特征、技术内容及其达到的技术效果，现将本发明的附图结合实施例进行更详细的说明。
下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。
本发明提供一种脉冲电流辅助焊接装置，包括焊机、脉冲电源随焊严紧轮，所述焊机的输出正端与焊枪中的焊丝相连，所述焊机的输出负端与工件相连；所述脉冲电源的正极与随焊压紧轮相连，所述脉冲电源的负极与工件相连；所述随焊压紧轮置于所述焊枪的前方，其中焊接前进的方向为前方。熔池凝固时，脉冲电流对熔池起到电磁扰动作用，使得柱状晶前沿被打乱，从而抑制了柱状晶的生长。
进一步，所述随焊压紧轮为两个，分别置于焊缝的两侧，既能起到压紧接头的作用，也可以作为辅助脉冲电源的一极汇聚脉冲电流。
一种脉冲电流辅助焊接方法，包括以下步骤：
步骤一，组装焊接装置，将焊机的输出正端与焊枪中的焊丝相连，焊机的输出负端与工件相连；将脉冲电源的正极与随焊压紧轮相连，脉冲电源的负极与工件相连；随焊压紧轮置于所述焊枪的前方，其中焊接前进的方向为前方；
步骤二，焊接。
进一步，所述随焊压紧轮为两个，分别置于焊缝的两侧。既能起到压紧接头的作用，也可以作为辅助脉冲电源的一极汇聚脉冲电流。
实施例
为了说明本法提供的脉冲电流辅助焊接装置及焊接方法的焊接效果，现以铝合金试板作为工件3为例进行焊接，焊机1采用MIG焊电源，焊机1的输出正端与焊枪5中的焊丝连接，输出负端与工件3连接，焊接时焊枪5与工件3之间在接头位置进行电弧加热，使母材和焊丝熔化，形成焊接熔池，同时，脉冲电源2的输出正极与随焊压紧轮4连接，脉冲电源2的输出负极与工件相连，脉冲电流的幅值200A，脉宽25us，频率200Hz。电流由脉冲电源2的正极流出，流经随焊压紧轮4，再经过工件3及工件上的熔池，再回到脉冲电源2的负极输出端，形成回路。熔池凝固时，对熔池起到电磁扰动作用，使得柱状晶前沿被打乱，从而抑制了柱状晶的生长。随焊压紧轮4采用的双轮在焊缝两侧30mm处分别压紧，轮的中心距离焊丝端部40mm，随焊压紧轮4置于焊枪5前方，其中焊接前进的方向为前方，既能起到压紧接头的作用，也可以作为辅助脉冲电源的一极汇聚脉冲电流。如图2所示，采用本发明提供的焊接装置及焊接方法与无脉冲电流焊接方法焊接后的焊缝比对图像，其中，A为无脉冲电流，B为本发明有脉冲电流，从图中可以发现，采用本发明焊接的焊缝，其熔合线附近柱状晶层明显比无脉冲电流辅助时的柱状晶层薄，从而可知，脉冲电流起到抑制柱状晶生长的作用。
以上已以较佳实施例公布了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种脉冲电流辅助焊接装置，其特征在于：包括焊机、脉冲电源随焊严紧轮，所述焊机的输出正端与焊枪中的焊丝相连，所述焊机的输出负端与工件相连；所述脉冲电源的正极与随焊压紧轮相连，所述脉冲电源的负极与工件相连；所述随焊压紧轮置于所述焊枪的前方，其中焊接前进的方向为前方。
2.根据权利要求1所述的脉冲电流辅助焊接装置，其特征在于：所述随焊压紧轮为两个，分别置于焊缝的两侧。
3.根据权利要求2所述的脉冲电流辅助焊接装置，其特征在于：所述随焊压紧轮与焊缝之间的距离为30mm。
4.根据权利要求2所述的脉冲电流辅助焊接装置，其特征在于：所述随焊压紧轮的中心与焊丝端部之间的距离为40mm。
5.一种脉冲电流辅助焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，组装焊接装置，将焊机的输出正端与焊枪中的焊丝相连，焊机的输出负端与工件相连；将脉冲电源的正极与随焊压紧轮相连，脉冲电源的负极与工件相连；随焊压紧轮置于所述焊枪的前方，其中焊接前进的方向为前方；
步骤二，焊接。
6.根权利要求5所述的脉冲电流辅助焊接方法，其特征在于：所述随焊压紧轮为两个，分别置于焊缝的两侧。
7.根据权利要求6所述的脉冲电流辅助焊接方法，其特征在于：所述随焊压紧轮与焊缝之间的距离为30mm。
8.根据权利要求6所述的脉冲电流辅助焊接方法，其特征在于：所述随焊压紧轮的中心与焊丝端部之间的距离为40mm。
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