CN215747004U - 空心钨极同轴填丝焊接装置 - Google Patents

Abstract

空心钨极同轴填丝焊接装置。目前的空心钨极同轴填丝焊接技术的焊接效率依然较低。本实用新型组成包括：空心钨极（1）、钨极夹（2）、保护气罩（3）、焊丝（4）、绝缘瓷管（5）、离子体缓冲过滤气室（12）；空心钨极通过对称布置的钨极夹夹持，保护气罩位于钨极夹外侧，空心钨极上端固定有离子体缓冲过滤气室；空心钨极内具有台阶，绝缘瓷管插入到空心钨极内的台阶处，绝缘瓷管内插有焊丝，焊丝与空心钨极之间间隙形成离子气通道（15）；离子体缓冲过滤气室内部固定离子气过滤网（14），在离子气过滤网和离子气缓冲气室构成的封闭空间中填充有多孔介质材料（13）。本实用新型用于心钨极同轴填丝焊接。

Description

空心钨极同轴填丝焊接装置

技术领域

本实用新型涉及一种空心钨极同轴填丝焊接装置。

背景技术

传统钨极氩弧旁轴填丝焊接技术以其独特的过程稳定性，使其一直以来都作为某些领域优质焊接方案的首选技术，在促进国民经济发展的诸多关键领域发挥其不可替代的独特作用。然而，传统钨极氩弧焊旁轴填丝焊接技术具有焊枪空间尺寸大，用于有效熔化焊丝的电弧热量有限，熔敷层稀释率高、工艺实施过程具有方向性、有色金属焊接保护效果差等缺点，使其在特殊材料以及复杂结构件的焊接或电弧增材制造等领域应用存在较大的局限性。

空心钨极同轴填丝焊接技术是利用机械加工的方法在常规钨极中心打孔，将焊丝从空心钨极内孔穿过，实现钨极几何中心轴和焊丝几何中心轴重合的目的。该技术一方面可以弥补传统钨极氩弧旁轴填丝焊接具有方向性的技术缺陷，钨极和焊丝同轴焊丝直接送进电弧中心位置的高温区还可显著提升电弧的熔丝能力，提高熔敷效率。专利号为CN201710512517.2的实用新型专利通过在两个半裂式钨极内壁涂覆绝缘层的方法实现钨极和焊丝之间的绝缘，然后将两个半裂式钨极合并成一个钨极，最终实现钨极和焊丝同轴的目的，但是该方法增加了焊接工艺的实施难度，两个钨极之间的装配问题及导电均匀性问题无法得到解决；专利号为201610998677.8的专利提供了一种空心钨极同轴填丝TIG焊装置及其焊枪，该专利将焊丝从空心钨极内孔送出，通过在钨极侧壁打孔的方法，将钨极内孔和保护气腔连接在一起，实现气-丝联合送进的效果，但是该方法并未考虑到气体送进的均匀性，以及焊丝和钨极内孔之间的绝缘问题，在工艺实施过程中，极易发生焊丝和钨极同时导电的现象，使焊接过程的稳定性和工艺可控性无法得到保证。

发明内容

本实用新型的目的是解决目前的空心钨极同轴填丝焊接方法未考虑到气体送进的均匀性，以及焊丝和钨极内孔之间的绝缘问题，提供一种基于钨极氩弧焊用电弧形成原理，通过改变空心钨极电子发射端的形状特征调控电弧形态，在满足空心钨极同轴填丝焊接要求的同时，调控电弧弧柱区域的空间温度梯度，确保钨极内孔同轴稳定送出的焊丝以高温固态的形式进入弧柱区域，然后以液桥过渡的形式进入熔池，降低液态金属过渡时对熔池流动和电弧稳定性的干扰，满足高效、稳定氩弧填丝焊接的空心钨极同轴填丝焊接装置。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种空心钨极同轴填丝焊接装置，该空心钨极同轴填丝焊接装置包括空心钨极、钨极夹、保护气罩、焊丝、绝缘瓷管、离子体缓冲过滤气室；

所述的空心钨极通过对称布置的钨极夹夹持，所述的保护气罩位于所述的钨极夹外侧，所述的空心钨极上端固定有所述的离子体缓冲过滤气室；

所述的空心钨极内具有台阶，所述的绝缘瓷管插入到所述的空心钨极内的台阶处，所述的绝缘瓷管内插有所述的焊丝，所述的焊丝与所述的空心钨极之间间隙形成离子气通道；

所述的离子体缓冲过滤气室内部固定离子气过滤网，在离子气过滤网和离子气缓冲气室构成的封闭空间中填充有多孔介质材料。

所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，所述的空心钨极底部为喇叭口，端面为圆环状，沿着径向切开，等分为多个电弧发射点的带阶梯花瓣状的空心钨极。

所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，所述阶梯状花瓣空心钨极内部阶梯孔加工的台阶位于空心钨极末端以上10~20mm。

所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，所述的花瓣状空心钨极，其花瓣个数一般为2~8个。

所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，所述的离子气通道的宽度为0.2~03mm。

所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，所述的多孔介质材料是海绵材料。

有益效果：

1.本实用新型基于钨极氩弧焊用电弧形成原理，通过改变空心钨极电子发射端的形状特征调控电弧形态，在满足空心钨极同轴填丝焊接要求的同时，调控电弧弧柱区域的空间温度梯度，确保钨极内孔同轴稳定送出的焊丝以高温固态的形式进入弧柱区域，然后以液桥过渡的形式进入熔池，降低液态金属过渡时对熔池流动和电弧稳定性的干扰，满足高效、稳定氩弧填丝焊接技术对工艺特性的基本要求。此外，当焊丝和工件接触时，焊丝和工件的电位相同，焊接电弧在焊丝和钨极内孔之间燃烧，此时TIG电弧起到预热焊丝的作用，对于提高焊丝的熔敷效率极为有利，也进一步降低了对母材的热输入。同时，通过离子气通道的设计使空心钨极内部的高温焊丝和焊接电弧作用区域的液态熔池一直处于良好的保护状态，有效防止了氧化性气体对液态金属的污染，对提高焊接质量较为有益。

2.本实用新型消除了传统钨极氩弧旁轴填丝焊接时方向性问题，且瓷管的添加很好的解决了焊丝和钨极之间的绝缘问题，可以实现对各种复杂构件曲面的焊接；

3.本实用新型同半裂式钨极内部涂覆绝缘层的方法相比，采用耐高温且耐磨的氮化硼瓷管进行绝缘，显著降低了焊丝长时间输送时，因焊丝和绝缘物质间的摩擦引起的失效问题，绝缘瓷管的设计不仅降低了制造成本，更换也较为方便，且可靠性较高，大幅提高了空心钨极同轴填丝焊接工艺在实施过程中的稳定性。

4.本实用新型采用的若干电弧发射点的类花瓣状特征钨极，同常规的环状空心钨极相比可以有效的将电流集中的若干的点进行燃烧，防止高温电弧和电弧发射端钨极的热传导对瓷管的损伤，稳定电弧，提高焊接速度。

5.本实用新型空心钨极内孔具有台阶，使得瓷管和钨极之间的相对位置不发生错动，且台阶就是一个基准，每一次安装瓷管的位置都会高度一致，为空心钨极同轴填丝焊接工艺的一致性提供了保障。

6.本实用新型通过离子气缓冲气室、多孔介质材料、离子气过滤网和离子气通道，实现了离子气达到焊接区域前的层流流动，这对于柔性电弧的稳定燃烧起到了很好的协同控制作用，此外离子气的稳定流动对于高温焊丝末端以及焊接熔池高温区的保护都会起到至关重要的作用。

7.本实用新型通过离子气流经气路的稳流设计，在实现了焊丝和熔池高温区保护的同时，气流垂直向下的流动方式也会对焊丝末端熔融熔滴的过渡起到一定的促进作用，这对于调控焊接时的填材过程具有重要的促进意义。

8.本实用新型采用大直径的空心钨极，在增大电子发射区表面积的同时，显著降低了弧柱区域的电流密度，即在增大电弧弧柱区在工件表面辐照区域面积的同时，也降低电弧熔化基体材料的能力，这对于降低基体材料对熔敷金属的稀释率，提升焊接层熔敷金属的性能极为有利；

9.本实用新型的空心钨极的电子发射区域为面发射，这在增大了电弧辐照区域的同时，可保证电弧弧柱区的电子密度和电弧温度，因此，在中心区域热量得到有效保证的前提下，电弧单位时间内熔化焊丝的能力增强，送丝速度也可进一步提高，这对大幅提升焊接效率奠定了基础；

10.本实用新型钨极电子发射端的形状加工成“喇叭口”，可使电子发射区域远离钨极和焊丝的中心轴，降低下高温电弧对钨极内部焊丝的热辐射效应，防止焊丝在钨极内部熔化造成钨极损坏或送丝不畅等问题。此外，电子发射端面上每一个微区均是一个钟罩型电弧的形成区，无数个形成钟罩型电弧的微区围城的环形电弧，呈现出环状“M”型热源特征，其中“M”型热源中心区域的热量用于熔化焊丝，“M”型热源靠近边缘位置的电弧用于预热焊丝，这对于提升焊丝的熔化效率，控制焊丝熔化后的液态金属以液桥方式进入液态熔池极为有利。

11.本实用新型在焊接时，当焊丝末端的液滴和工件接触时，焊丝和工件电位相同，焊接电弧会从工件逐渐转移到钨极内孔，此时TIG电弧的热量基本用于预热焊丝，这对于提高焊丝熔敷效率极为有利，此外，电弧的转移进一步也显著降低了对母材的热输入，防止晶粒粗大，影响力学性能.

附图说明：

附图1是空心钨极同轴填丝填丝焊接装置结构示意图；

图中：1、空心钨极；2、钨极夹；3、保护气罩；4、焊丝；5、绝缘瓷管；6、焊接电弧；7、熔融液滴；8、焊接层；9、试样；10、导电块；11、离子气进口；12、离子体缓冲过滤气室；13、多孔介质材料；14、离子气过滤网；15、离子气通道；

附图2是阶梯状空心钨极示意图；

图中： 16、空心钨极阶梯；17、空心钨极内孔倒角；18、空心钨极电弧发射平面；19、空心钨极外侧面倒角；

附图3是常规环状空心钨极端面示意图；

图中：D1为空心钨极电弧发射端的内孔直径；D2为心钨极内孔倒角的外沿直径；D3为心钨极电弧发射平面的外沿直径；D4为空心钨极的直径；

附图4是花瓣状钨极端面示意图；

图5是空心钨极及其电子发射端电弧形态图；

图中：20、空心钨极内孔；21、电弧辐照区；22、喇叭口。

具体实施方式：

实施例1：

一种空心钨极同轴填丝焊接装置，该空心钨极同轴填丝焊接装置包括空心钨极1、钨极夹2、保护气罩3、焊丝4、绝缘瓷管5、离子体缓冲过滤气室12；

所述的空心钨极通过对称布置的钨极夹夹持，所述的保护气罩位于所述的钨极夹外侧，所述的空心钨极上端固定有所述的离子体缓冲过滤气室；

所述的空心钨极内具有台阶，所述的绝缘瓷管插入到所述的空心钨极内的台阶处，所述的绝缘瓷管内插有所述的焊丝，所述的焊丝与所述的空心钨极之间间隙形成离子气通道15；

气体经离子气通道，经过离子气缓冲气室内部的多孔材，进行气流的均匀性控制，然后离子气通过孔状离子气过滤,网，使气流以层流的方式稳定的进入到离子气通道中；

离子气通道是和陶瓷管安装在一起，内部带有一个可以稳定气体流动状态的气舱，该气室通过两个进气管道将离子气引入空心钨极内部，实现对焊丝和高温液态熔池的有效保护，防止焊缝出现氧化等问题，影响焊接层在服役过程中的可靠性；

焊丝4是通过送丝机以一定的送丝速度稳定送进，焊丝通过瓷管5内孔送出，焊丝4的形式可以是实心焊丝，也可以是绞股焊丝；

绝缘瓷管采用高熔点氮化硼材料，安装在空心钨极内部时，利用空心钨极电弧燃烧端的台阶进行安装位置约束，瓷管的外径尺寸略小于空心钨极的内孔尺寸，两者相差0.05~0.15mm之间，绝缘瓷管的末端距离钨极电子发射端的距离为12~15mm之间，该材料的熔点高达3000℃，电阻率在1494℃时可以达到4.5×10³Ω·cm，热导率在陶瓷中也较为优异为41.8W·(m·k)^-1，在惰性氛围中的最高工作温度高达2800℃；

所述的离子体缓冲过滤气室内部固定离子气过滤网14，在离子气过滤网和离子气缓冲气室构成的封闭空间中填充有多孔介质材料13。

实施例2：

根据实施例1所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，所述的空心钨极底部为喇叭口，端面为圆环状，沿着径向切开，等分为多个电弧发射点的带阶梯花瓣状的空心钨极。

空心钨极电子发射端形状包括三部分：①在外径为D1，内孔直径为D4的空心钨极电子发射端的内孔加工出带一定角度的喇叭口形状，喇叭口内表面称之为内侧壁，内侧壁直径大小为D2；②在空心钨极电子发射端外径上加工出带一定倒角的斜面，斜面构成的圆环面称之为外侧壁；③电子发射端未加工的端面用于发射电子，该端面称之为钨极电子发射端平面，简称端平面，其径向宽度大小通过以下公式计算：

电弧弧柱区空间温度梯度调控的方法是通过改变电子发射端喇叭口内侧壁直径D2和电子发射端外侧壁直径D3实现的，改变喇叭口内侧壁直径D2的目的是为了改变电弧内侧边缘位置和焊丝的距离，也就是调整电弧辐照区的形状，进而达到精准调控电弧预热焊丝程度和电弧熔化熔丝位置的目的；改变电子发射端外侧壁直径D3的目的是为了改变电子发射端宽度w的大小，进而实现对焊接层宽度和焊接过程电弧稳定性的有效控制。

实施例3：

根据实施例1或2所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，所述阶梯状花瓣空心钨极内部阶梯孔加工的台阶位于空心钨极末端以上10~20mm。

实施例4：

根据实施例1或2或3所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，所述的花瓣状空心钨极，其花瓣个数一般为2~8个。

实施例5：

根据实施例1或2或3或4所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，所述的离子气通道的宽度为0.2~03mm。

实施例6：

根据实施例1或2或3或4或5所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，所述的多孔介质材料是海绵材料。

安装方法：将带有阶梯状的环形或花瓣状空心钨极通过钨极夹固定在空心钨极同轴送丝TIG焊枪内，钨极端面距工件的距离设定在3~10mm之间，将瓷管通过空心钨极不带阶段孔的一侧缓慢放入空心钨极内部，直至瓷管的端面和钨极内孔的台阶面接触为止。然后，将离子气缓冲气室以过盈配合的方式固定在瓷管端部，在焊接时，离子气通过气体入口进入到离子气缓冲气室内部，流经多孔介质材料后，经离子气过滤网进入到瓷管、钨极和焊丝构成的离子气通道内，在进入焊丝和电弧辐照区，对焊丝高温区和液态熔池起到良好的保护作用，离子气的种类和流量大小可根据实际工况需求进行设定，钨极夹外侧的导电块和钨极夹紧密接触，其作用是将焊接所需的电能通过钨极夹传递给钨极，通过高频引弧的方式在钨极和工件之间完成电弧的引燃，形成稳定燃烧的高温电弧。

带阶梯的花瓣状空心钨极，一般阶梯的宽度为0.15~0.25mm之间，为了防止高温电弧和电弧发射端钨极的热传导对瓷管的损伤，阶梯所在位置和电弧发射端钨极端面的距离为12~15mm之间；

离子气种类包括常用的氩气、氦气、氢气、氧气、氮气，以及上述不同气体按照一定比例混合后的混合气体；所述的离子气体的流量大小可根据实际需求进行设定，一般设定在10~2000mL之间；

所述的离子气过滤网，其材料为铜合金即可，铜网的目数为100~200目之间；所述的离子气通道由两部分组成：其前段由瓷管内壁和焊丝组成，后端由钨极内壁和焊丝组成，为了保证焊丝送出时的挺直性和送丝的均匀性，该间隙的大小一般设定在0.2~0.3mm之间。

在实际焊接时，如果焊接电流较大，电弧的挺直度较好，可适当增大离子气流量，以提高保护效果，促进焊丝末端熔融液滴的均匀过渡，同时较大的离子气流量也可以带走大量热量，起到冷区高温钨极的作用。

当焊接电流较大或采用高频脉冲电弧形式时，电弧的挺直度较好，此时为了防止高温电弧对钨极的烧损，造成焊缝夹钨现象，可以适当增大电弧发射平面18的尺寸w，为了增加w值，可以适当的减少钨极外侧面倒角直径D2，或适当增加空心钨极电弧发射平面的外沿直径D3。

实施例7：

一种空心钨极同轴填丝焊接装置的调控方法，具体包括如下步骤：

（1）空心钨极电子发射端形状预制，在外径为D1，内孔直径为D4的空心钨极电子发射端的内孔加工出喇叭口形状，喇叭口内表面称之为内侧壁，内侧壁直径大小为D2；在空心钨极电子发射端外径上加工出斜面，斜面构成的圆环面称之为外侧壁；电子发射端未加工的端面用于发射电子，该端面称之为钨极电子发射端平面，简称端平面，其径向宽度大小通过以下公式计算：

；

（2）电弧弧柱区空间温度梯度调控；

喇叭口内侧壁直径D2以改变电弧内侧边缘位置和焊丝的距离，调整电弧辐照区的形状，改变电子发射端外侧壁直径D3以改变电子发射端宽度w的大小；

（3）电弧稳定性的有效控制；

基于电子尖端发射原理，w值越小，电弧的稳定性越好，电流较大时，对钨极烧损的程度加大；

（4）电弧预热焊丝和熔化焊丝位置的控制；

当焊接电流一定时，通过改变喇叭口内侧壁直径D2值的大小，实现对焊丝送进过程中电弧弧柱区域空间形态分布特征的精准控制；

（5）电弧弧柱区域空间形态分布特征的精准控制；

当焊接电流不变时，改变D2值是改变电子发射端的位置，进而调控焊丝和电弧的距离，D2值越大，电弧内部边缘位置距离焊丝越远，对焊丝的辐照作用减弱，电弧对焊丝的预热效果降低，反之电弧对焊丝的预热作用增强；

调整钨极电子发射平面距试板的距离，即空心钨极和工件的距离，控制焊丝开始熔化的位置与试板的距离。

实施例8：

一种空心钨极同轴填丝焊接装置的焊接方法，以Q235碳钢为基体材料，采用308L焊丝不锈钢焊丝，其直径为1.2mm，对300×200×20mm碳钢试样进行空心钨极同轴填丝表面焊接实验，其具体实施步骤如下：

步骤1：利用钨极制样工具清理钨极电子发射端的污染物，将外径D4为6mm，内孔直径D1为3mm的空心钨极的电子发射端预置成特定的喇叭口形状，将喇叭口直径D2控制在3.5~3.6mm之间，外侧壁直径D3控制在5.0~5.1mm之间，将加工好的空心钨极用钨极夹安装到焊枪上，钨极电子发射端需伸出保护气罩，空隙钨极电子发射端和保护气罩末端之间的垂直距离保持在8-10mm即可；

步骤2：利用机械清理或化学清洗的方法对300×200×20mm碳钢试样表面焊接区域及其附近15mm的区域进行去污处理；

步骤3：微调焊枪姿态，保证钨极中轴线垂直于焊接试样表面，同时调整焊枪和工件的距离，使钨极电子发射端和工件之间的距离设定为3-6mm；

步骤4：依次检查确认冷却水、保护气、送丝装置、焊接行走机构和焊接电源均处于正常工作状态，并依据焊接参数设定保护气流量、送丝速度、焊接电弧模式（连续、脉冲）、焊接电流和焊接速度，其中焊接模式设定为连续焊接模式，焊接电流设定为400~600A，送丝速度设定为3~4m/min，保护气流量设定为18~20L/min，离子气流量设定为10mL/min，焊接速度设定为0.3m/min，起焊电流控制在450-650A，起弧时间设定为0.2~0.5s，收弧电流设定为250~300A，焊接完成后保护气延迟送气时间设定为5~10s。

步骤5：按启动按钮，实现待焊工件高送丝速度下的空心钨极同轴填丝焊接层的制备。

焊丝送进过程中的不同阶段是依据焊丝在输送过程中被加热方式的不同，可分为三个阶段：首先，焊丝在送出空心钨极内孔前，高温钨极内孔的热辐射效应会对焊丝起到一定的预热作用；其次，焊丝刚送出钨极内孔进入电弧区域前，会首先进入电弧辐照区15，在该高温环形电弧边缘位置环绕而成的区域，热辐射效应也会进一步对焊丝起到很好的预热作用；最后，当预热到较高温度的焊丝末端进入电弧弧柱区域时，焊丝即刻达到熔点开始稳定熔化，形成液态金属。

电弧弧柱区域空间形态分布特征的精准控制是通过如下方式实现的。当焊接电流不变时，改变D2值大小实质是改变电子发射端的位置，进而调控焊丝和电弧的距离，D2值越大，电弧内部边缘位置距离焊丝越远，对焊丝的辐照作用减弱，电弧对焊丝的预热效果降低，反之电弧对焊丝的预热作用增强。同时，调整钨极电子发射平面距试板的距离，即空心钨极和工件的距离(一般为3~6mm)，将电弧中心位置的最高点控制在板面以上1.0~2.5mm之间，也就是控制焊丝开始熔化的位置距离试板为1.0~2.5mm，这对于液桥过渡的焊丝熔融过程极为有利。

所述的将电弧中心位置的最高点控制在板面以上1.0~2.5mm之间，对焊丝熔化后形成的液态金属以液桥过渡的方式进入熔池极为有利的的依据是，已经预热到一定温度的焊丝末端接触上电弧中心位置的最高点后，焊丝会开始熔化形成液滴，且液滴在表面张力、重力等作用下的直径约为1.3mm，根据送丝速度不同，控制合适的电弧中心最高点位置，即可精准的实现焊丝末端的熔融液滴以液桥过渡的形式进入熔池。

所述的焊丝熔融后形成的液态金属以液桥过渡的形式进入熔池指的是高温焊丝进入高温电弧弧柱区域后熔化形成的液态金属在以滴状形式滴入熔池前就会和液态熔池表面接触，在液态金属表面张力的作用下，液态金属稳定的过渡进入熔池，完成填材过程

通过该方法制备的焊接层宽度为14~20mm，基体熔化的深度仅为0.8~1.0mm，基体对熔敷金属的稀释率极低，该方法下的送丝速度是常规传统钨极氩弧填丝焊接送丝速度的2~4倍，焊接速度是常规类似焊接方法的1.5~2倍。

实施例9：

以TC4钛合金为基体材料，采用同材质直径为1.2mm的TC4焊丝对200×150×3mm钛合金试样进行空心钨极同轴填丝焊接实验，其具体实施步骤如下：

步骤1：利用钨极制样工具清理钨极电子发射端的污染物，将外径D4为6mm，内孔直径D1为3mm的空心钨极的电子发射端预置成特定的喇叭口形状，将喇叭口直径D2控制在3.6~3.7mm之间，外侧壁直径D3控制在5.2~5.3mm之间，将加工好的空心钨极用钨极夹安装到焊枪上，钨极电子发射端需伸出保护气罩，空隙钨极电子发射端和保护气罩末端之间的垂直距离保持在8-10mm即可；

步骤2：利用机械清理或化学清洗的方法对200×150×3mm钛合金试样待焊区端面及其附近15mm的区域进行去污处理，并用酒精擦拭干净，风干后待用；

步骤3：微调焊枪姿态，保证钨极中轴线垂直于焊接试样表面，同时调整焊枪和工件的距离，使钨极电子发射端和工件之间的距离设定为4~5mm；

步骤4：依次检查确认冷却水、保护气、送丝装置、焊接行走机构和焊接电源均处于正常工作状态，并依据焊接参数设定保护气流量、送丝速度、焊接电弧模式（连续、脉冲）、焊接电流和焊接速度，其中焊接模式设定为连续焊接模式，焊接电流设定为450A，送丝速度设定为4.5m/min，保护气流量设定为18~20L/min，离子气流量设定为5mL/min，焊接速度设定为0.5m/min，起焊电流控制在500A，起弧时间设定为0.5s，收弧电流设定为180A，收弧时间设定为2s，焊接完成后保护气延迟送气时间设定为10s。

步骤5：按启动按钮，实现了3mm厚钛合金空心钨极同轴填丝的单面焊接双面成形。通过该方法焊接的钛合金表面成形均匀一致，同常规实心钨极氩弧焊相比，该方法的焊接效率提高了1.3~2倍，焊缝表面均呈银白色，无黄色或蓝色等氧化色，焊接接头的力学性能也达到了母材的96%。

Claims (6)

1.一种空心钨极同轴填丝焊接装置，其特征是：该空心钨极同轴填丝焊接装置包括空心钨极、钨极夹、保护气罩、焊丝、绝缘瓷管、离子体缓冲过滤气室；

所述的空心钨极通过对称布置的钨极夹夹持，所述的保护气罩位于所述的钨极夹外侧，所述的空心钨极上端固定有所述的离子体缓冲过滤气室；

所述的空心钨极内具有台阶，所述的绝缘瓷管插入到所述的空心钨极内的台阶处，所述的绝缘瓷管内插有所述的焊丝，所述的焊丝与所述的空心钨极之间间隙形成离子气通道；

所述的离子体缓冲过滤气室内部固定离子气过滤网，在离子气过滤网和离子气缓冲气室构成的封闭空间中填充有多孔介质材料。

2.根据权利要求1所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，其特征是：所述的空心钨极底部为喇叭口，端面为圆环状，沿着径向切开，等分为多个电弧发射点的带阶梯花瓣状的空心钨极。

3.根据权利要求2所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，其特征是：所述带阶梯花瓣状的空心钨极内部阶梯孔加工的台阶位于空心钨极末端以上10~20mm。

4.根据权利要求3所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，其特征是：所述的花瓣状空心钨极，其花瓣个数一般为2~8个。

5.根据权利要求4所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，其特征是：所述的离子气通道的宽度为0.2~03mm。

6.根据权利要求5所述的空心钨极同轴填丝焊接装置，其特征是：所述的多孔介质材料是海绵材料。

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