[發明專利]電弧自動焊焊接煙塵收集裝置及焊接發塵量測試方法

有效

• 申請號: 200910071054.6
• 申請日: 2009-10-30
• 公開（公告）號: CN101704157A
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 楊立軍;馮靈芝;李桓;高書俊;張金元
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K9/32
• 分類號: B23K9/32;B23K9/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 葉青

技術領域

本發明涉及一種用于焊接工藝性研究的方法及裝置，具體的說，是涉及一種用于電弧自動焊焊接工藝性研究的方法及裝置。

背景技術

電弧焊是現代工業生產中廣泛采用的焊接方法，其中的氣體保護焊大都采用自動焊或半自動焊工藝來應用。近年來，自動焊工藝應用越來越廣，與此同時，以焊條電弧焊為代表的非自動焊工藝應用比例大大減小，因此技術人員更加注重對自動焊工藝的研究。

在金屬材料電弧焊焊接工藝過程中會產生焊接煙塵，焊接產生煙塵的性質是焊接工藝性研究的一個重要技術指標。研究不同焊接方法、不同參數下產生的焊接煙塵能夠對焊接工藝進行評定和改進。以往關于焊接煙塵的研究以及制定的標準主要側重于非自動焊方面，是以焊條電弧焊為基礎的；并且在測試焊接發塵量時，由于焊接過程需要人工操作，其中電弧電壓、電弧電流、焊絲伸出長度等焊接參數難免會在不同程度上會受到人為因素的影響，繼而也就會對焊接發塵量產生影響。

電弧自動焊包括埋弧自動焊、自動TIG焊、熔化極氣體保護焊(國際焊接學會IIW規定的縮寫為GMAW)、藥芯焊絲電弧焊(國際焊接學會IIW規定的縮寫為FCAW)等工藝，其中前兩種工藝焊接發塵量很小。因此，本技術方案所述的電弧自動焊特指熔化極氣體保護焊和藥芯焊絲電弧焊兩種工藝，以下分別簡寫為GMAW和FCAW。

發塵量測試的關鍵在于解決焊接煙塵的收集問題。焊接過程中煙塵的擴散是一個復雜的運動過程，焊接煙塵在電弧高溫下產生，同時電弧周圍的氣體膨脹而載著煙塵粒子上升，在上升過程中由于周圍氣體的不斷卷入以及電弧的沖擊作用形成各種渦旋運動即湍流運動。因此，焊接煙塵由連續孤立的煙團所組成，擴散速度較快，且在上升過程中逐漸呈發散狀態的喇叭口形，所以為了有效收集煙塵就要采取合適的收集方法。

煙塵收集方式主要有抽氣泵抽取和焊接后自然沉積收集兩種方法。常用的焊接煙塵收集標準主要有：(1)日本根據國際化標準組織ISO/FDIS?15011-1修訂的日本工業標準JISZ?3930：2001?Determination?of?emission?rate?of?particulate?fume?in?arc?welding；(2)國標GB1225-76；(3)中國機械行業標準“電焊條焊接工藝性能評定方法”JB/T8423-1996。這些標準都采用了人工焊接操作，抽氣泵抽取收集的方式進行焊接煙塵的測試，焊接過程需人工控制焊接材料的填充。即使是GMAW和FCAW工藝目前也都采用半自動焊方式進行測試，同樣需要人工焊接操作，焊接參數的穩定性受人為因素影響較大。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種利用自動焊提高電弧焊接過程的穩定性，減少人為因素的影響，同時實現在收集箱內自然沉積后收集煙塵，使焊接煙塵的收集更準確的用于測試焊接發塵量的煙塵收集裝置。

本發明要解決的另一個技術問題是提供一種焊接煙塵收集更加準確，并能實現焊接煙塵與微飛濺及熔渣有效分離的焊接發塵量的測試方法。

為了解決上述技術問題，本發明的煙塵收集裝置通過以下的技術方案予以實現：

一種用于測試電弧自動焊焊接發塵量的煙塵收集裝置，包括設置有箱門的煙塵收集箱，所述煙塵收集箱的頂部設置有濾膜，底部設置于底座上，所述煙塵收集箱的箱壁上對稱地穿接有固定于所述底座且內端設置有頂錐的左軸和右軸，所述左軸外端通過聯軸器連接有電動機，所述右軸外端連接有手輪；所述煙塵收集箱內部設置有一端通過連接桿固定于底座的橫導柱，所述橫導柱的另一端通過移動副連接有底部設置夾持裝置的豎導柱。

所述煙塵收集箱的箱體與濾膜、箱體與左軸、箱體與右軸、箱體與橫導柱以及箱體與焊槍后拖電纜線之間均通過膠套密封；所述箱體與箱門之間通過膠條密封。

所述煙塵收集箱的箱體內部的底面空置。

所述濾膜的孔徑小于等于0.1微米。

所述底座設置有用于固定所述左軸的左支架和用于固定右軸的右支架。

本發明提供的另一技術方案是一種使用上述煙塵收集裝置的電弧自動焊焊接發塵量測試方法，該方法由以下步驟組成：

(1)將煙塵收集箱箱體內壁及箱體內部各部件擦凈并干燥；

(2)確定焊接參數，啟動電動機使工件旋轉并開始焊接，焊絲的直徑范圍在0.6～2.4mm，保證焊縫不重疊并記錄焊接時間，數據精確到秒，記為t_w；

(3)焊接后繼續保持煙塵收集箱的關閉狀態使煙塵沉降，直至箱體內部溫度與室溫相同；