[發(fā)明專利]一種用于碳鋼厚板的高速焊接系統(tǒng)及操作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711448191.8
• 申請(qǐng)日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN108161171B
• 公開（公告）日: 2020-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃巍;周昀;張旺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 喬治洛德方法研究和開發(fā)液化空氣有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/00
• 分類號(hào): B23K9/00;B23K9/28
• 代理公司: 上海信好專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31249
• 代理人: 周榮芳

本發(fā)明公開了一種用于碳鋼厚板的高速焊接系統(tǒng)及操作方法，該系統(tǒng)包含：高速焊接小車、焊接軌道、復(fù)合焊槍及調(diào)整復(fù)合焊槍位置的調(diào)節(jié)工裝，該焊接軌道活動(dòng)連接在工件上，復(fù)合焊槍連接固定在調(diào)節(jié)工裝上，調(diào)節(jié)工裝通過連接組件連接并固定在焊接小車上，所述的調(diào)節(jié)工裝包含：與第一焊槍連接設(shè)置的第一位置調(diào)節(jié)組件；與第二焊槍連接設(shè)置的第二位置調(diào)節(jié)組件；連接在第一焊槍上的第一角度調(diào)節(jié)組件。本發(fā)明復(fù)合客戶現(xiàn)有的焊接電源以實(shí)現(xiàn)碳鋼厚板角焊縫的高速焊接，能明顯改善焊接效率并達(dá)到高速焊無焊接缺陷的目的，尤其適用于厚板角焊縫的高速焊接。而且，本發(fā)明的焊接系統(tǒng)利用了客戶現(xiàn)有的焊接電源，不需要投資額外的焊接電源，大大節(jié)約了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高速焊接設(shè)備，特別涉及一種用于碳鋼厚板，特別是含碳量大于0.08％且小于2％的碳素鋼或合金鋼，的高速焊接系統(tǒng)及操作方法，主要用于船舶制造、重工業(yè)及鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)等工業(yè)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

MAG(Metal Active Gas Arc Welding，熔化極活性氣體保護(hù)焊)是一種最廣泛使用且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的焊接方法。其電弧產(chǎn)生于焊絲與母材之間，并受活性氣體成分所保護(hù)。然而隨著焊接速度的增加，咬邊等焊接缺陷變得越來越明顯。咬邊是由于焊縫兩端的母材過燒，致使熔融金屬未能填滿，形成槽狀凹坑。當(dāng)焊接速度超過某一極限，焊縫表面將出現(xiàn)周期性的波動(dòng)，形成駝峰焊。駝峰焊具有典型的波動(dòng)順序，其中包括波峰及波谷。它們的形成極易破壞焊縫接頭的強(qiáng)度及性能，造成焊縫不連續(xù)，從而限制了焊接速度和生產(chǎn)效率的進(jìn)一步提高。目前研究人員分別從設(shè)備、材料、工藝等多方面尋找抑制高速焊焊接缺陷的有效方法。對(duì)于設(shè)備而言，目前高速焊接工藝主要以雙絲(Tandem MAG)或多絲電弧焊為主。但上述一些方法或措施部分增加了焊接設(shè)備的復(fù)雜性，另外焊接成本提高。因此這些不足一定程度上限制了其廣泛的實(shí)際應(yīng)用。

TIG(Tungsten Inert Gas Welding，非熔化極氣體保護(hù)焊)，其電弧產(chǎn)生于非熔化極電極與母材之間，并受惰性氣體成分所保護(hù)。

FCAW(Fluxed-cored arc welding，藥芯焊絲氣體保護(hù)焊)與MAG焊接方法相比改善了電弧行為、熔滴過渡方式、焊縫金屬性能和焊縫表面成形。該方法所產(chǎn)生的電弧熱主要來自于管狀焊絲與母材之間的電弧。目前越來越多的中國(guó)造船工業(yè)和重工業(yè)生產(chǎn)廠商一直采用便捷的焊接小車配合FCAW焊接方法用于其產(chǎn)品焊接以便減少人工成本。然而即使采用焊接小車，常用的焊接速度也只有300mm/min，焊接成本仍然很高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有厚板焊接尤其是碳鋼厚板的角焊縫焊接的高速焊接容易產(chǎn)生駝峰缺陷的技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種復(fù)合焊接工藝設(shè)備，通過TIG的電弧力作用，推動(dòng)后端液態(tài)金屬的回填，使MAG電弧下方產(chǎn)生的“固態(tài)斑點(diǎn)”(液態(tài)金屬層變薄導(dǎo)致的固體金屬露出產(chǎn)生的斑點(diǎn))數(shù)量及“液態(tài)金屬薄層”面積變小。通過TIG焊電弧熱作用以及來自MAG焊保護(hù)氣體成分，可以減小后端液態(tài)金屬的表面張力以促進(jìn)回填液態(tài)金屬的流動(dòng)性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于碳鋼厚板的高速焊接系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含：高速焊接小車、焊接軌道、包含第一焊槍及第二焊槍的復(fù)合焊槍及調(diào)整復(fù)合焊槍位置的調(diào)節(jié)工裝，該焊接軌道活動(dòng)連接在工件上，復(fù)合焊槍連接固定在調(diào)節(jié)工裝上，調(diào)節(jié)工裝通過連接組件連接并固定在焊接小車上，所述的調(diào)節(jié)工裝包含：

與第一焊槍連接設(shè)置的第一位置調(diào)節(jié)組件，用于調(diào)節(jié)第一焊槍與第二焊槍之間的焊接間距d1、以及第一焊槍的焊接電極尖端與焊縫的間距d2；

與第二焊槍連接設(shè)置的第二位置調(diào)節(jié)組件，用于調(diào)節(jié)第二焊槍的導(dǎo)電嘴與焊縫的間距d3；

連接在第一焊槍上的第一角度調(diào)節(jié)組件，用于調(diào)節(jié)第一焊槍與第二焊槍之間的角度θ1。

較佳地，所述的連接組件包含：橫移齒條，通過該橫移齒條將焊接小車與調(diào)節(jié)工裝連接固定。

較佳地，所述的連接組件還包含：