[發(fā)明專利]一種鋁合金雙絲雙脈沖焊接方法及其焊接電源

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910193567.4
• 申請(qǐng)日: 2009-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN101791733A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛家祥;姚屏;蒙萬俊;魏仲華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K9/09
• 分類號(hào): B23K9/09;B23K9/23;B23K9/095;B23K9/10
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李衛(wèi)東;黃磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于鋁合金高速弧焊加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及鋁合金雙絲雙脈沖焊接技 術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種鋁合金雙絲雙脈沖焊接方法及其焊接電源。

背景技術(shù)

鋁及其合金不僅具有比重小、強(qiáng)度高、抗腐蝕性能強(qiáng)的特點(diǎn)，并且擁有優(yōu)良的 擠壓性能、良好的可焊性、較高的比強(qiáng)，所以近年來已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在航空、航天、 核能以及軍事工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域，而隨之相應(yīng)的鋁合金焊接技術(shù)也在突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 按照現(xiàn)有技術(shù)，鋁及鋁合金其焊接工藝和方法除了直流單脈沖MIG焊以外，還 有以下幾種。

(1)TIG焊(Tungsten?Inert?Gas)

TIG焊是鋁合金焊接中應(yīng)用最廣的一種焊接方法。從焊接工藝特點(diǎn)分為直流正 接TIG焊、直流反接TIG焊和交流TIG鋁焊。直流正接TIG焊，鎢極可以承受很 大的電流而不被燒損，長(zhǎng)時(shí)期保持鎢極端部形狀的穩(wěn)定性，易于獲得性能一致的焊 接接頭，但是沒有陰極霧化作用，不易清除掉焊接過程中產(chǎn)生的氧化膜。直流反接 TIG焊，鋁合金表面陰極斑點(diǎn)能量密度高，并且氧化膜的電子逸出功小，電弧陰極 斑點(diǎn)容易在它上面建立，受到質(zhì)量很大的正離子的撞擊時(shí)，表面氧化膜破碎蒸發(fā)被 清除掉，從而達(dá)到陰極清理的目的。交流TIG鋁焊較好的熔深和清除氧化膜分別是 正、負(fù)極性鎢極氣保焊的基本特性，使用交流電源的鎢極氣保焊在這兩種特性上取 得了平衡，在正極性的半周，電弧有效地破除了附著在材料表面的氧化鋁薄膜，而 在負(fù)極性的半周，則將材料熔合。

(2)交流MIG焊

交流MIG焊發(fā)展較早，它可以有效克服直流電弧的磁偏吹。交流MIG焊可以 看成是交替切換DCEP?PMIG電弧及DCEN?PMIG電弧形成的。它的電弧力及電弧 熱的特點(diǎn)介于DCEP?PMIG及DCEN?PMIG之間，其熔深介于二者之間，有利于穩(wěn) 定焊接過程及焊接質(zhì)量。在許多國(guó)家，特別是日本，仍在不斷的加強(qiáng)、完善它，如 過零技術(shù)、起弧技術(shù)等等。交流MIG焊可用于焊非常薄的鋁板。焊絲位于負(fù)極時(shí)， 可加快焊絲的熔化速度。當(dāng)焊絲為正極時(shí)，可實(shí)現(xiàn)陰極破碎作用，因此可很靈活地 調(diào)節(jié)電流波形來滿足焊接現(xiàn)場(chǎng)的要求。

(3)鋁合金變極性等離子弧焊(VPPA)

在航空、航天領(lǐng)域，飛行器的制造過程經(jīng)常涉及到鋁合金厚件的焊接，由于TIG 焊熱效率較低，一般只能焊接3mm以下的鋁合金板材，厚度增加必須開坡口，厚 度達(dá)到一定值時(shí)需要采用多層焊的方法，大大降低了生產(chǎn)效率，且電極燒損較快。 采用變極性等離子弧焊技術(shù)能有效地解決上述問題。變極性等離子弧焊接方法與鎢 極氬弧焊(電弧溫度8000K)相比較，具有能量集中、電弧溫度高(16000～33000K)、 穿透性強(qiáng)、穩(wěn)定性好、焊接速度快等特點(diǎn)，焊縫質(zhì)量好、熱影響區(qū)小，變形小等優(yōu) 點(diǎn)，能一次性焊透12mm的鋁合金板材，而不用開坡口，大大提高了焊接生產(chǎn)效率。 通過小孔型立焊工藝可消除氣孔等焊接缺陷，實(shí)現(xiàn)“無缺陷”焊接，從而可解決長(zhǎng)期 以來難以解決的鋁合金構(gòu)件焊接質(zhì)量不穩(wěn)定的問題。

(4)低頻調(diào)制型脈沖焊(雙脈沖MIG焊)

低頻調(diào)制型脈沖焊是用0.5-50Hz的低頻脈沖對(duì)頻率較高的單位脈沖(控制熔滴 過渡的脈沖)的峰值和時(shí)間進(jìn)行調(diào)制，使單位脈沖的強(qiáng)度在強(qiáng)和弱之間低頻周期性切 換，得到周期性變化的強(qiáng)弱脈沖群，電弧力和熱輸入相應(yīng)地也隨低頻調(diào)制頻率而變 化。用于焊鋁及其合金，不僅能獲得魚鱗狀焊縫表面，而且能擴(kuò)大可焊焊接接頭的 間隙變化范圍，減少焊接氣孔，細(xì)化焊縫晶粒，降低焊縫裂紋敏感性。

(5)激光焊