[發明專利]基于脈沖協調控制的鋁合金直流等離子-鎢極氬弧復合焊接方法

有效

• 申請號: 201310563610.8
• 申請日: 2013-11-14
• 公開（公告）號: CN103567652A
• 公開（公告）日: 2014-02-12
• 發明（設計）人: 苗玉剛;吳斌濤;韓端鋒;李小旭
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B23K28/02
• 分類號: B23K28/02;B23K10/02;B23K9/167
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1.基于脈沖協調控制的鋁合金直流等離子-鎢極氬弧復合焊接方法，其特征是：

（1）將待焊工件的待焊部位加工成I形、Y形或V形坡口，接頭形式為對接或搭接，并對制成的坡口及其兩側表面進行打磨和清洗；布置焊接設備：所述的焊接設備包括：等離子弧焊電源、等離子焊槍、鎢極氬弧電源、鎢極氬弧焊槍、信號處理單元，信號處理單元由電流信號檢測器、信號處理器、信號控制器依次連接組成，等離子弧焊電源負極分別連接電流信號檢測器和等離子焊槍，在等離子弧焊電源負極和等離子焊槍之間設置第一高頻引弧器，等離子弧焊電源正極連接待焊工件，鎢極氬弧電源的一個極分別連接信號控制器和鎢極氬弧焊槍，鎢極氬弧電源與鎢極氬弧焊槍之間設置第二高頻引弧器，鎢極氬弧電源的另一個極連接待焊工件，等離子焊槍面向待焊部位，鎢極氬弧焊槍位于等離子焊槍的一側且鎢極氬弧焊槍與等離子弧軸線之間的夾角為25°-75°；

（2）開啟等離子弧焊電源和鎢極氬弧電源：啟動第一高頻引弧器2，引燃等離子弧焊電源，然后啟動第二高頻引弧器，引燃鎢極氬弧電源；

（3）進行焊接：利用鎢極氬弧焊槍在前清理待焊工件表面氧化膜，利用等離子焊槍在后進行焊接從而使焊縫成形；焊接過程中，經電流信號檢測器檢測在直流等離子弧電流處于脈沖基值維弧時，經信號處理器觸發脈沖信號控制器，調節鎢極氬弧電流為峰值進行待焊工件表面氧化膜的清理；當直流等離子弧電流為脈沖峰值焊接階段時，通過脈沖信號控制器調節鎢極氬弧電流處于脈沖基值輸出，如此反復。

2.根據權利要求1所述的基于脈沖協調控制的鋁合金直流等離子-鎢極氬弧復合焊接方法，其特征是：當鎢極氬弧電源為直流電源時，鎢極氬弧電源的正極連接信號控制器和鎢極氬弧焊槍；當鎢極氬弧電源為交流電源時鎢極氬弧電源的負極連接信號控制器和鎢極氬弧焊槍，鎢極氬弧電源的正極與待焊工件間串聯有電容，等離子弧焊電源的正極與待焊工件間串聯有電感。

3.根據權利要求1或2所述的基于脈沖協調控制的鋁合金直流等離子-鎢極氬弧復合焊接方法，其特征是：焊接設備還包括填充焊絲，鎢極氬弧焊槍和填充焊絲放置于等離子焊槍的前后兩側或放置于等離子焊槍的左右兩側，氬弧焊槍及填充焊絲與等離子弧軸線之間的夾角為25°-75°。

4.根據權利要求1或2所述的基于脈沖協調控制的鋁合金直流等離子-鎢極氬弧復合焊接方法，其特征是：等離子弧焊電源基值電流為10-100A，峰值電流為50-500A，脈沖頻率為10-500HZ，離子氣流量在0.5-3.0L/min之間；鎢極氬弧電源基值電流為5-50A，峰值電流為20-200A，脈沖頻率與等離子弧焊電源頻率一致，保護氣流量1.0-15L/min；鎢極氬弧焊槍的鎢極直徑為0.8-6.0mm，焊接速度為10-150cm/min；等離子弧焊電源鎢極內縮量為0.5-3.0mm，鎢極氬弧焊槍的鎢極距待焊工件為2.0-7.0mm，等離子弧焊電源噴嘴距待焊工件離為1.0-8.0mm，鎢極氬弧焊槍的鎢極與等離子弧焊電源噴嘴間距為2-10mm。

5.根據權利要求3所述的基于脈沖協調控制的鋁合金直流等離子-鎢極氬弧復合焊接方法，其特征是：等離子弧焊電源基值電流為10-100A，峰值電流為50-500A，脈沖頻率為10-500HZ，離子氣流量在0.5-3.0L/min之間；鎢極氬弧電源基值電流為5-50A，峰值電流為20-200A，脈沖頻率與等離子弧焊電源頻率一致，保護氣流量1.0-15L/min；鎢極氬弧焊槍的鎢極直徑為0.8-6.0mm，焊接速度為10-150cm/min；等離子弧焊電源鎢極內縮量為0.5-3.0mm，鎢極氬弧焊槍的鎢極距待焊工件為2.0-7.0mm，等離子弧焊電源噴嘴距待焊工件離為1.0-8.0mm，鎢極氬弧焊槍的鎢極與等離子弧焊電源噴嘴間距為2-10mm；填充焊絲直徑為0.8-2.0mm，送絲速度為1.0-10m/min。