[實用新型]一種等離子-埋弧復合焊接系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520247307.1
• 申請日: 2015-04-22
• 公開（公告）號: CN204673159U
• 公開（公告）日: 2015-09-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 苗玉剛;陳廣宇;韓端鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B23K28/02
• 分類號: B23K28/02;B23K9/18;B23K10/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及的是一種焊接裝置。

背景技術(shù)

隨著制造業(yè)對提高焊接效率和改善焊接質(zhì)量的持續(xù)需求，將傳統(tǒng)電弧焊接工藝與設(shè)備不斷改進與發(fā)展至關(guān)重要。為提高焊接效率、改善產(chǎn)品制造質(zhì)量，國內(nèi)外越來越多的焊接工作者對復合熱源焊接工藝進行研究。復合熱源從熱源結(jié)構(gòu)來說并不是兩個單一熱源簡單的疊加，是基于單一熱源的特點及機理，將多個熱源或復合熱源在工件的同側(cè)或異側(cè)進行焊接的方法。近年來，荷蘭PHILIPS公司的研究人員提出了等離子-MIG復合熱源技術(shù)，該方法將熔化極惰性氣體保護焊(MIG)與等離子弧焊(PAW)相結(jié)合，形成一種高效高質(zhì)量復合熱源焊接技術(shù)，不但可以加快工件的熔化和焊絲向熔池的過渡，提高焊絲的熔化速率，在同樣的熱輸入下可以更快的填充焊接坡口，而且可獲得較窄的焊道、大的熔深，且焊縫處沒有氣孔生成。這種方法最明顯的優(yōu)點就是能在較小的熱輸入下獲得很高的焊接效率。因此，它特別適用于合金鋼和有色金屬的焊接。最近，德國亞琛工業(yè)大學ISF焊接與連接研究所又提出激光-埋弧復合焊接技術(shù)(Laser?Beam?Submerged?Arc?Hybrid?Welding)，與傳統(tǒng)的激光焊和埋弧焊相比，解決了激光焊填充間隙能力有限等問題，極大地提高了焊接效率，非常適合中厚壁金屬結(jié)構(gòu)件的焊接。該技術(shù)實現(xiàn)方法為：將激光弧置于埋弧焊料的前方，并在埋弧焊槍與激光焊槍之間放置一塊隔板，將焊料與激光弧隔開；埋在焊料中的電弧在后方將焊絲熔化，填充焊縫。激光埋弧復合焊技術(shù)盡管優(yōu)勢突出，但也存在著一些尚未解決的問題，例如：盡管使用了隔板將焊劑與激光隔開，仍然難以避免有少量焊劑進入激光作用區(qū)域，對激光束產(chǎn)生反射和吸收作用，一方面顯著降低焊接熔深，另一方面容易在焊縫上形成孔洞缺陷，導致焊接質(zhì)量難以得到保證，降低了焊接生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供能夠提高中厚壁金屬結(jié)構(gòu)件的焊接效率、減小焊接熱輸入、防止焊接變形、改善焊接質(zhì)量的一種等離子-埋弧復合焊接系統(tǒng)。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：

本實用新型一種等離子-埋弧復合焊接系統(tǒng)，其特征是：包括等離子弧電源、埋弧焊電源、等離子焊槍、埋弧焊焊槍，等離子弧電源的負極連接等離子焊槍，等離子弧電源的正極連接高頻引弧器，高頻引弧器連接工件，埋弧焊電源的正極連接設(shè)置有送絲機構(gòu)的埋弧焊焊槍，埋弧焊電源的負極連接工件，等離子弧電源和埋弧焊電源均連接控制裝置，等離子焊槍的軸線與工件垂直，埋弧焊焊槍的軸線與等離子焊槍的軸線之間的夾角為15°-75°，埋弧焊焊槍和等離子焊槍之間設(shè)置水冷銅隔板。

本實用新型的優(yōu)勢在于：

1、等離子-埋弧復合焊接技術(shù)結(jié)合了等離子弧深穿透和埋弧焊高熔敷率的優(yōu)點，相比傳統(tǒng)埋弧焊可以實現(xiàn)更大板厚的焊接，焊接效率大大提高，焊接速度也得到改善，獲得成形美觀，焊接缺陷少，焊縫質(zhì)量高的焊接接頭。

2、該復合焊工藝可實現(xiàn)中厚壁(15-25mm)金屬結(jié)構(gòu)件的單次單道全熔透焊接成形，可以取代常規(guī)多絲/雙面埋弧焊接工藝，且焊前無須預留工件根部間隙就可進行焊接，焊接時熱輸入較小(防止焊后變形)和焊接速度較高，是一種高效、優(yōu)質(zhì)的焊接工藝。

3、焊接過程中，對于中厚板不開坡口或開小坡口，減少了焊接工序，減少了焊絲填充量，在降低生產(chǎn)成本的同時節(jié)省了材料。此外，由于等離子-埋弧復合焊工藝的熱輸入減小，因此它所引起焊后變形量遠遠低于埋弧焊工藝的焊后變形量，減少了矯正變形的工序，同時也降低了生產(chǎn)成本。

4、焊接時，工件的熔透能力主要由等離子弧形成的“小孔效應”來決定，而焊縫成形(填充和蓋面)主要依靠埋弧焊本身所具有的較高焊絲熔敷效率來決定。因此，通過控制等離子弧與埋弧焊之間的電弧輸入能量比例可控制焊縫的成形系數(shù)，改善接頭組織與力學性能。

5、焊接過程中，等離子焊槍接等離子電源負極，減少了等離子焊槍的鎢極燒損，而埋弧焊槍接埋弧電源正極，促進了焊絲的熔滴過渡。由于兩電弧的電流方向不同，必然存在兩個不同方向的電磁場，形成的電磁力使得等離子弧向熔池前部偏移，補償了高速焊接時等離子弧拖后于焊矩軸向的傾向，增加了熔透深度，提高了焊接速度。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2a為工件初始坡口形式，圖2b為等離子在前深熔焊示意圖，圖2c為埋弧焊在后填充蓋面示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細地描述：