CN109079287B - 一种三丝气体保护间接电弧焊方法、装置及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种三丝气体保护间接电弧焊方法、装置及其应用，所述方法通过三根焊丝以及两个电弧电源实施焊接过程；具体包括：焊接前将三根焊丝中的一根焊丝连接至两个电弧电源的正极，其余的两根焊丝分别连接至两个电弧电源的负极；将上述连接两个电弧电源正极的焊丝排布在中间作为主丝；其余的两根焊丝分别排布在主丝的两边为边丝；边丝与主丝在垂直于焊接方向的平面内的正投影满足如下条件：边丝与主丝的夹角为0°～5°且两边丝关于主丝镜像对称；焊接时令两个电弧电源同时输出，根据焊接工艺需求，通过优化焊接参数，实现高熔敷率且具有较大熔深的焊接过程。本发明具有有效解决两间接电弧尾部分别向两侧偏转问题，提高电弧能量密度等优点。

Description

一种三丝气体保护间接电弧焊方法、装置及其应用
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，涉及一种间接电弧焊方法，具体而言，尤其涉及一种三丝气体保护间接电弧焊方法、装置及其应用。
背景技术
目前，熔化极气体保护焊已在各行各业中广泛应用，但仍难已满足现代制造业飞速发展的需求。
近年来，一些高效的熔化极气体保护焊陆续被提出和推广应用。在这些方法中，提高焊接效率的关键是提高焊丝熔覆效率，也就是增加焊接电流。但由于电源、工件以及焊丝三者之间形成一个回路，流经焊丝和工件的电流势必相等。因此，通过增大焊接电流来增加焊丝熔覆率势必会增加工件的热输入，而过大的热输入会导致焊接接头性能下降、焊接变形增加等一系列问题。
由此，间接电弧焊方法被提出，其与传统电弧焊的区别在于工件不接触电源，电弧只产生于电极之间。目前研究的间接电弧主要为双丝间接电弧[1-3]，然而现有的双丝间接电弧焊存在明显的局限性，如图1所示，双丝间接电弧焊特别是其电源连接方式和焊丝分布方式，使得双丝间接电弧焊在电流增大到一定值时，在电磁作用下会发生电弧分散现象，无法保证焊接过程的稳定性，且熔敷效率和焊接效率都受限制。因此存在对母材热输入不足、焊接参数选择狭窄等缺点。
针对双丝间接电弧的不足，发明专利(申请号为201510145041.4)提出了一种三丝气体保护间接电弧焊接的方法，如图2、图3所示，为三丝间接电弧焊原理及四种焊丝排布方式(如图3中，a为三根焊丝分布在一个平面上；b为边丝分别在中间焊丝的两侧；c为边丝同时在中间焊丝的一侧；d为中间焊丝与水平线倾斜一定角度等等，图中z为主丝即中间焊丝，b为边丝。)通过采用不同的电源模式组合和焊丝排布方式，其有效提升了焊丝熔化效率以及扩大了间接电弧焊接参数的可调范围。但是该技术方案仍有些许不足，结构中两边丝关于主丝中心对称使得主丝与边丝之间的磁场关于主丝中心对称，致使两间接电弧相互独立并且在尾部发生偏移，这样造成电弧作用于母材的面积增大，电弧能量密度降低，电弧的穿透力下降，导致对工件的热输入仍显不足。除此之外，三根焊丝分布空间较大，造成焊炬体积过大，不利于该技术的推广应用。
基于上述间接电弧焊存在的缺陷及其产生的原因，有必要提供一种的三丝气体保护间接电弧焊的方法及装置用以解决上述问题。
参考文献：
[1].曹梅青，邹增大，王春茂，等.焊接电流对双丝间接电弧焊电弧特性的影响[J].焊接学报，2005，26(12):47－50.
[2].曹梅青，邹增大，曲仕尧.双丝间接电弧氩气保护焊的熔滴过渡与电弧形态[J].焊接学报，2012，33(6):47－50.
[3].张顺善，邹勇，邹增大.磁场对双丝间接电弧焊熔滴过渡的影响[J].焊接学报，2011,32(6)：69-72.
发明内容
根据上述提出现有的三丝间接电弧焊方法存在的电弧分别向两侧偏转的技术问题，而提供一种的三丝气体保护间接电弧焊接方法、装置及其应用。本发明主要通过采用镜像对称式焊丝排布方式和特定的焊丝连接方式(即主丝接电源正极、边丝接电源负极)，在对间接电弧之间的磁场空间分布优化的同时增强了焊丝之间的磁场强度，从而解决了焊接过程中的两间接电弧尾部偏转的问题，提高了电弧能量密度以及电弧挺度，可以实现工件的焊接热输入的有效设计和调控，进而提升该技术的应用范围。本发明采用的技术手段如下：
一种三丝气体保护间接电弧焊方法，所述方法通过三根焊丝以及两个电弧电源实施焊接过程；其特征在于，具体包括：
焊接前，先将三根所述焊丝中的一根焊丝连接至两个所述电弧电源的正极，其余的两根焊丝分别连接至两个所述电弧电源的负极，焊接工件不与所述电弧电源连接；随后将上述连接两个电弧电源正极的焊丝排布在中间，称该焊丝为主丝；其余的两根焊丝分别排布在所述主丝的两边，称这两根焊丝为边丝；
两所述边丝分别与所述主丝构成20°～60°的夹角，两所述边丝与所述主丝的延长线分别相交且两交点在同一水平线上；所述边丝与所述主丝在垂直于焊接方向的平面内的正投影满足如下条件：所述边丝与所述主丝的夹角为0°～5°且两所述边丝关于所述主丝镜像对称；
焊接时，令所述两个电弧电源同时输出，使得所述主丝以及所述边丝之间的交点上产生耦合的、且电弧形态集中的间接电弧(由于采用了所述焊丝排布方式，磁场分布得到优化，两间接电弧形态变的集中)，当采用所述焊丝极性，两间接电弧向所述主丝同时偏转并耦合为电流密度增大的、穿透能力增强的单个电弧；采用该耦合间接电弧对母材进行加工，根据预设的焊接工艺，使焊丝金属和部分母材金属熔化，冷却凝固后即可形成焊接接头，实现高熔敷率且具有较大熔深的焊接过程。
进一步地，焊接总电流(是指焊接过程中总的焊接电流，由于耦合前后总焊接电流是没有变化的，所以耦合后焊接总电流等同于焊接总电流)范围保持在250A～600A，所述主丝的送丝速度控制在3.5m/min～15m/min，焊接速度控制在0.3m/min～2m/min；三根所述焊丝组成的焊炬可垂直向下排布或者与水平线成一定的倾斜角排布，其倾角范围为20°～120°。
进一步地，两个所述电弧电源选用两个直流电源、两个脉冲电源、一个直流电源和一个脉冲电源的组合中的一种。
进一步地，所述焊接方法进行焊接过程中所采用的保护气体可以为CO2、Ar中的一种或CO2和Ar的混合气，保护气流均为0.1～50L/min。
本发明公开了一种实现上述的三丝气体保护间接电弧焊方法的装置，其特征在于，所述装置由三根焊丝以及两个电弧电源组成；
其中，三根所述焊丝中的一根焊丝连接至两个所述电弧电源的正极上，且使得该焊丝排布在三根焊丝中间位置处，称该焊丝为主丝；
其余的两根焊丝连接至两个所述电弧电源的负极上，且分别排布在所述主丝的两边，称这两根焊丝为边丝；
两所述边丝分别与所述主丝构成20°～60°的夹角，所述边丝与所述主丝在垂直于焊接方向的平面内的正投影满足如下条件：所述边丝与所述主丝的夹角为0°～5°且两所述边丝关于所述主丝镜像对称；
焊接工件不与所述电弧电源连接；两所述边丝与所述主丝的延长线分别相交且两交点在同一水平线上；
焊接时，令所述两个电弧电源同时输出，使得所述主丝以及所述边丝之间的交点上产生耦合间接电弧的、且电弧形态集中的间接电弧，两间接电弧向所述主丝同时偏转并耦合为电流密度增大的、穿透能力增强的单个电弧；采用该耦合间接电弧对母材进行加工，根据预设的焊接工艺，使焊丝金属和部分母材金属熔化，冷却凝固后即可形成焊接接头，实现高熔敷率且具有较大熔深的焊接过程。
进一步地，三根所述焊丝组成的整体焊炬可垂直向下排布或者与水平线成一定的倾斜角排布，其倾角范围为20°～120°。
进一步地，两个所述电弧电源选用两个直流电源、两个脉冲电源、一个直流电源和一个脉冲电源的组合中的一种。
进一步地，所述焊接方法进行焊接过程中所采用的保护气体可以为CO2、Ar中的一种或CO2和Ar的混合气，保护气流均为0.1～50L/min。
本发明还公开了一种基于三丝气体保护间接电弧的堆焊方法，其特征在于，包括采用上述的方法，并在实施堆焊过程中，分别以平行于焊丝所在竖直面和以垂直于焊丝所在竖直面为堆焊方向，以三根所述焊丝为填充金属，利用所述耦合间接电弧的弧柱热量和熔滴过渡所携带的热量，实现填充金属与焊接工件的焊接。
本发明还公开了一种基于三丝气体保护间接电弧的高效焊接工艺，其特征在于：包括采用上述的方法，并在实施焊接过程中，以平行于焊丝所在竖直面为焊接方向，采用镜像对称式焊丝排布方式，以实现坡口角度小于20°条件下获得大于或等于10mm单道焊接熔深。
较现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明提供的三丝气体保护间接电弧焊工件不接电源，电弧只在焊丝端部形成间接电弧，工件热输入增大、焊丝熔敷系数高、节约电能。
2)本发明通过采用镜像对称式焊丝排布方式，实现了间接电弧之间的磁场空间分布优化，增强了焊丝之间的磁场强度，在使两间接电弧形态集中的同时解决了焊接过程中的两间接电弧尾部分别向两侧偏转的问题。
3)本发明通过采用特定的焊丝连接方式(即主丝接电源正极、边丝接电源负极)，使两间接电弧直接耦合为单个电弧，提高了电弧能量密度以及电弧挺度，电弧的穿透能力增大。
除此之外，本发明方法可以有效压缩三根焊丝分布空间，减少复合焊炬体积，有利于该技术的推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中双丝间接电弧焊原理示意图。
图2为现有技术中三丝间接电弧焊原理示意图。
图3为现有技术中三丝间接电弧焊焊丝排布方式示意图。
图4为本发明三丝间接电弧焊原理示意图。
图5为本发明三丝间接电弧焊焊丝分布方式示意图，(Ⅰ)为视线垂直于焊接方向的示意图，(Ⅱ)为视线平行于焊接方向的示意图。
图6为本发明堆焊效果与现有技术中三丝间接电弧堆焊效果对比图。
图7为本发明中三丝气体保护间接电弧焊实施例示意图。
图中：1、第一电弧电源；2、第二电弧电源；3、主丝；4、第一边丝；5、第二边丝；6、待焊母材；7、陶瓷衬垫。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
本发明公开了一种三丝气体保护间接电弧焊方法，通过采用镜像对称式焊丝排布方式和主丝接电源正极、边丝接电源负极的焊丝连接方式，提高了作用于间接电弧的磁场强度，有效解决了三丝气体保护间接电弧焊接方法中的两间接电弧尾部偏移的问题，同时在保持焊接电流不变的条件下，通过调节主丝送丝速度提高了间接电弧弧压，使得间接电弧能量密度和焊接热输入均大幅提高，电弧穿透能力增强，间接电弧的稳定性也得到有效提升。除此之外，三根焊丝的分布空间大幅减小，焊枪枪头大幅减小，提高了该技术的实用性能。
如图4所示，所述方法通过三根焊丝以及两个电弧电源实施焊接过程；具体包括：
焊接前，先将三根所述焊丝中的一根焊丝连接至两个所述电弧电源(即第一电弧电源1和第二电弧电源2的正极，其余的两根焊丝分别连接第一电弧电源1和第二电弧电源2的负极，焊接工件不与所述电弧电源连接；两个所述电弧电源选用两个直流电源、两个脉冲电源、一个直流电源和一个脉冲电源的组合中的一种。
随后将上述连接两个电弧电源正极的焊丝排布在中间，称该焊丝为主丝3；其余的两根焊丝分别排布在所述主丝的两边，称这两根焊丝为边丝，即第一边丝4和第二边丝5；
在空间范围内，第一边丝4与主丝3之间以及第二边丝5与主丝3之间构成20°～60°的夹角，两所述边丝与所述主丝3的延长线分别相交且两交点在同一水平线上；如图5所示，所述边丝与所述主丝3在垂直于焊接方向的平面内的正投影满足如下条件：所述第一边丝4与所述主丝3以及第二边丝5与所述主丝3之间的夹角为0°～5°且两所述边丝关于所述主丝3镜像对称；
焊接时，令所述两个电弧电源同时输出，使得所述主丝3以及所述边丝之间的交点上产生耦合间接电弧，两间接电弧会向所述主丝3同时偏转并耦合为电流密度增大的、穿透能力增强的单个电弧；采用该耦合间接电弧对待焊母材6进行加工，在保持焊接电流不变的条件下，根据预设的焊接工艺，通过调节所述主丝3的送丝速度控制电弧能量，使焊丝金属和部分待焊母材6金属熔化，冷却凝固后即可形成焊接接头，实现高熔敷率且具有较大熔深的焊接过程。
焊接总电流范围保持在250A～600A，所述主丝3的送丝速度控制在3.5m/min～15m/min，焊接速度控制在0.3m/min～2m/min；三根所述焊丝组成的焊炬可垂直向下排布或者与水平线成一定的倾斜角排布，其倾角范围为20°～120°。所述焊接方法进行焊接过程中所采用的保护气体可以为CO2、Ar中的一种或CO2和Ar的混合气，保护气流均为0.1～50L/min。
本发明公开了一种实现上述的三丝气体保护间接电弧焊方法的装置，所述装置由三根焊丝以及两个电弧电源组成；
其中，三根所述焊丝中的一根焊丝连接至两个所述电弧电源的正极上，且使得该焊丝排布在三根焊丝中间位置处，称该焊丝为主丝3；
其余的两根焊丝连接至两个所述电弧电源的负极上，且分别排布在所述主丝的两边，称这两根焊丝为边丝；
两所述边丝分别与所述主丝3构成20°～60°的夹角，所述边丝与所述主丝3在垂直于焊接方向的平面内的正投影满足如下条件：所述边丝与所述主丝3的夹角为0°～5°且两所述边丝关于所述主丝3镜像对称；
焊接工件不与所述电弧电源连接；两所述边丝与所述主丝3的延长线分别相交且两交点在同一水平线上；
焊接时，令所述两个电弧电源同时输出，使得所述主丝3以及所述边丝之间的交点上产生耦合间接电弧，两间接电弧会向所述主丝同时偏转并耦合为电流密度增大的、穿透能力增强的单个电弧；采用该耦合间接电弧对待焊母材6进行加工，在保持焊接电流不变的条件下，根据预设的焊接工艺，通过调节所述主丝3的送丝速度控制电弧能量，待焊母材6厚度方向金属熔化，冷却凝固后即可形成焊接接头，实现高熔敷率且具有较大熔深的焊接过程。
本发明还公开了一种基于三丝气体保护间接电弧的堆焊方法，包括采用上述的方法，并在实施堆焊过程中，分别以平行于焊丝所在竖直面和以垂直于焊丝所在竖直面为堆焊方向，以三根所述焊丝为填充金属，利用所述耦合间接电弧的弧柱热量和熔滴过渡所携带的热量，实现填充金属与焊接工件的焊接。
如图7所示，本发明还公开了一种基于三丝气体保护间接电弧的高效焊接工艺，包括采用上述的方法，并在实施焊接过程中，以平行于焊丝所在竖直面为焊接方向，采用镜像对称式焊丝排布方式，以实现坡口角度小于20°条件下获得大于或等于10mm单道焊接熔深。可以看到本发明采用的坡口角度更小，可降至10°以下，满足薄板高速及中厚板的单道完成焊接。
本发明具体工作原理为：
本发明通过采用镜像对称式的焊丝排布方式和特定的焊丝连接方式以及对主丝3送丝速度的控制实现了间接电弧焊中的电弧形态集中及电弧能量可控。采用镜像对称式焊丝排布方式和特定的焊丝连接方式(主丝接电源正极、边丝接电源负极)，间接电弧之间的磁场空间分布得到优化，焊丝之间的磁场强度得到提高；同时，主丝3和两个边丝之间分别形成的间接电弧会同时向主丝偏转，两间接电弧直接耦合为一个电流密度较大的单电弧。因此，所获得的间接电弧形态集中，电弧的能量密度增加，挺度增大，穿透能力增强。除此之外，在保持焊接电流不变的条件下，通过调节主丝3送丝速度使得间接电弧弧压受控，达到控制间接电弧能量大小的目的。本发明利用耦合的单电弧在提升间接电弧穿透能力的同时使电弧能量大小可控，满足平板堆焊以及薄板、中厚板单道成形等高效焊接需求。
实施例1：三丝气体保护间接电弧平行式堆焊。
采用图5中所示焊丝分布方式，主丝3与水平方向的夹角为45°，第一边丝4和第二边丝5分别与主丝3夹角为30°，两边丝分布于主丝3的两侧并且关于主丝镜像对称，并且两边丝分别与主丝3接触，两接触点在同一水平线上。其中，三根钢焊丝型号为ER50-6，主丝3直径为1.6mm，两边丝直径均为1.2mm，电源采用一个直流电源作为第一电弧电源1和一个脉冲直流电源作为第二电弧电源2，对应的保护气体为80％CO2和20％Ar混合气；在Q235钢板为母材进行了平面堆焊，堆焊方向与焊丝所在竖直面平行(平行式堆焊)，板材尺寸为200mm×100mm×6mm，焊枪高度为5mm，焊接总电流为320A，焊接速度为600mm/min，结果得到了表明光滑均匀一致，和母材结合良好，没有缺陷的焊接接头。
如图6所示，为三丝间接电弧焊改进前后不同焊接电流下的堆焊形貌对比，从图中可以看到采用上述焊丝排布方式及特定的焊丝连接方式(主丝接电源正极、边丝接电源负极)，母材的熔深及熔化量都有较大提升，从而论证了本三丝气体保护间接电弧堆焊具有实现高熔敷率且较大熔深的优点。
实施例2：三丝气体保护间接电弧垂直式堆焊。
采用图5中所示焊丝分布方式，主丝3与水平方向的夹角为45°，两个边丝与主丝3夹角为30°，两边丝分布于主丝3的两侧并且关于主丝镜像对称，并且两边丝分别与主丝3接触，两接触点在同一水平线上。其中，三根钢焊丝型号为ER50-6，主丝3直径为1.6mm，两边丝直径均为1.2mm，电源采用一个直流电源和一个脉冲直流电源，对应的保护气体为80％CO2和20％Ar混合气；在Q235钢板为母材进行了平面堆焊，堆焊方向与焊丝所在竖直面垂直(垂直式堆焊)，板材尺寸为200mm×100mm×6mm，焊枪高度为5mm，焊接总电流为360A，焊接速度为650mm/min，结果得到了表明光滑均匀一致，和母材结合良好，没有缺陷、熔宽较宽的焊接接头；从而论证了本三丝气体保护间接电弧堆焊具有熔敷效率高、堆焊效率高的优点。
实施例3：单道成形气体保护三丝间接电弧焊。
如图7，其采用的焊丝分布见图5所示，主丝3和边丝夹角为30度，采用主丝直径1.6mm，两边丝直径1.2mm的焊丝，焊丝型号为ER50-6，焊接母材为Q235低碳钢，板材尺寸为300mm×150mm×10mm，坡口角度为20°，无钝边，背面使用陶瓷衬垫7，对接间隙为2mm，采用的总焊接电流为320A，焊接速度为735mm/min，得到了单道成形很好的焊接接头。由于其坡口角度较小，焊丝熔敷率较高，焊接速度较快，因此具有高效的特点。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种三丝气体保护间接电弧焊方法，所述方法通过三根焊丝以及两个电弧电源实施焊接过程；其特征在于，具体包括：
焊接前，先将三根所述焊丝中的一根焊丝连接至两个所述电弧电源的正极，其余的两根焊丝分别连接至两个所述电弧电源的负极，焊接工件不与所述电弧电源连接；随后将上述连接两个电弧电源正极的焊丝排布在中间，称该焊丝为主丝；其余的两根焊丝分别排布在所述主丝的两边，称这两根焊丝为边丝；
两所述边丝分别与所述主丝构成20°～60°的夹角，两所述边丝与所述主丝的延长线分别相交且两交点在同一水平线上；所述边丝与所述主丝在垂直于焊接方向的平面内的正投影满足如下条件：所述边丝与所述主丝的夹角为0°～5°且两所述边丝关于所述主丝镜像对称；
焊接时，令所述两个电弧电源同时输出，使得所述主丝以及所述边丝之间的交点上产生耦合的、且电弧形态集中的间接电弧，两间接电弧向所述主丝同时偏转并耦合为电流密度增大的、穿透能力增强的单个电弧；采用该单个电弧对母材进行加工，根据预设的焊接工艺，使焊丝金属和部分母材金属熔化，冷却凝固后即可形成焊接接头，实现高熔敷率且具有较大熔深的焊接过程。
2.根据权利要求1所述的三丝气体保护间接电弧焊方法，其特征在于，焊接总电流范围保持在250A～600A，所述主丝的送丝速度控制在3.5m/min～15m/min，焊接速度控制在0.3m/min～2m/min；三根所述焊丝组成的焊炬可垂直向下排布或者与水平线成一定的倾斜角排布，其倾角范围为20°～120°。
3.根据权利要求1所述的三丝气体保护间接电弧焊方法，其特征在于，两个所述电弧电源选用两个直流电源、两个脉冲电源、一个直流电源和一个脉冲电源的组合中的一种。
4.根据权利要求1所述的三丝气体保护间接电弧焊方法，其特征在于，所述焊接方法进行焊接过程中所采用的保护气体为CO2、Ar中的一种或CO2和Ar的混合气，保护气流均为0.1～50L/min。
5.一种实现如权利要求1-4任意一项权利要求所述的三丝气体保护间接电弧焊方法的装置，其特征在于，
所述装置由三根焊丝以及两个电弧电源组成；
其中，三根所述焊丝中的一根焊丝连接至两个所述电弧电源的正极上，且使得该焊丝排布在三根焊丝中间位置处，称该焊丝为主丝；
其余的两根焊丝连接至两个所述电弧电源的负极上，且分别排布在所述主丝的两边，称这两根焊丝为边丝；
两所述边丝分别与所述主丝构成20°～60°的夹角，所述边丝与所述主丝在垂直于焊接方向的平面内的正投影满足如下条件：所述边丝与所述主丝的夹角为0°～5°且两所述边丝关于所述主丝镜像对称；
焊接工件不与所述电弧电源连接；两所述边丝与所述主丝的延长线分别相交且两交点在同一水平线上；
焊接时，令所述两个电弧电源同时输出，使得所述主丝以及所述边丝之间的交点上产生耦合的、且电弧形态集中的间接电弧，两间接电弧向所述主丝同时偏转并耦合为电流密度增大的、穿透能力增强的单个电弧；采用该单个电弧对母材进行加工，根据预设的焊接工艺，使焊丝金属和部分母材金属熔化，冷却凝固后即可形成焊接接头，实现高熔敷率且具有较大熔深的焊接过程。
6.一种基于三丝气体保护间接电弧的堆焊方法，其特征在于，包括如权利要求1-4任意一项所述的方法，并在实施堆焊过程中，以平行于焊丝所在竖直面或以垂直于焊丝所在竖直面为堆焊方向，以三根所述焊丝为填充金属，利用所述单个电弧的弧柱热量和熔滴过渡所携带的热量，实现填充金属与焊接工件的焊接。
7.一种基于三丝气体保护间接电弧的高效焊接工艺，其特征在于：包括如权利要求1-4任意一项所述的方法，并在实施焊接过程中，以平行于焊丝所在竖直面为焊接方向，采用镜像对称式焊丝排布方式，以实现坡口角度小于20°条件下获得大于或等于10mm单道焊接熔深。
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