[發明專利]一種氣旋狀態電弧的氣體保護焊接方法

在審

• 申請號: 201810392536.0
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108672897A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 任大鑫;劉黎明;趙坤民;畢瀚文;宋剛;張兆棟;常穎;李曉東
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/32
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明提供一種氣旋狀態電弧的氣體保護焊接方法，其特征在于包括如下步驟：S1、根據焊槍的形狀及尺寸，在焊槍的前端或焊槍的噴嘴中增設用于形成穩定氣旋的發生器；焊接前在發生器中通入保護氣體，調節氣體流量和流速及其他預設參數，使焊槍前端形成穩定的氣旋；S2、接通焊接電源，使焊槍電極與被焊板材形成電弧，在保護氣體的作用下電弧發生旋轉，形成氣旋狀電弧等離子體；S3、利用氣旋狀電弧等離子體對被焊板材進行焊接，結束后關閉保護氣體及焊接電源。本發明通過外加氣流的方式對保護氣體形態進行控制，利用流體的切應力以及壓差等途徑，提高電弧的能量密度，增加熔深；提高等離子體流力，提升氣體保護焊的穩定性和焊接效率。

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，尤其涉及一種氣旋狀態電弧的氣體保護焊接方法。

背景技術

利用氣體作為電弧介質并保護電弧和焊接區的電弧焊稱為氣體保護電弧焊，簡稱氣體保護焊。氣體保護焊主要由焊接電源、焊槍、供氣系統和冷卻水系統、以及控制系統等組成。

電弧焊的原理是通過電弧放電(俗稱電弧燃燒)所產生的熱量將被焊金屬熔化并在冷凝后形成焊縫的焊接方法。通常按照電極是否熔化和保護氣體不同，分為非熔化極(鎢極)氣體保護焊和熔化極氣體保護焊。電弧在電極與被焊金屬之間燃燒，其形態松散，呈鐘罩形，能量密度較低，因此焊接熔深小，熔滴過渡慢。為了提高電弧能量密度，目前有技術提出通過對電弧進行壓縮形成等離子弧焊等方法，以提高焊接熔深及效率。同時為了改善側壁熔合的問題，現有技術中也已經提出了旋轉電弧焊接技術，通過電磁控制、焊絲旋轉等方法提高了焊接效率和熔深。

電弧焊接技術在不斷改進，其核心之一就是壓縮電弧以提高電弧的能量密度。那么如何改進以達到最優的效果是目前亟待解決的問題。

發明內容

根據上述提出的技術問題，而提供一種氣旋狀態電弧的氣體保護焊接方法。本發明主要通過外加氣流的方式對保護氣體形態進行控制，利用流體的切應力以及壓差等途徑，改變熔化被焊金屬的能量來源—電弧的形狀，從而進一步提高電弧的能量密度，增加熔深；同時提高等離子體流力，在熔滴的生成過程中實現對熔滴的控制，提升氣體保護焊的穩定性和焊接效率。

本發明采用的技術手段如下：

一種氣旋狀態電弧的氣體保護焊接方法，其特征在于包括如下步驟：

S1、根據焊槍的形狀及尺寸，在焊槍的前端或焊槍的噴嘴中增設用于形成穩定氣旋的發生器；焊接前在發生器中通入保護氣體，調節氣體流量和流速及其他預設參數，使焊槍前端形成穩定的氣旋；

S2、接通焊接電源，使焊槍電極與被焊板材形成電弧，在保護氣體的作用下電弧發生旋轉，形成氣旋狀電弧等離子體；

S3、利用氣旋狀電弧等離子體對被焊板材進行焊接，結束后關閉保護氣體及焊接電源。

進一步地，所述發生器為在焊槍前端布置多個氣體導管，所述氣體導管與所述焊槍的噴嘴之間根據焊接需求呈一定角度設置。

進一步地，所述氣體導管為6-20個。

進一步地，所述發生器為在焊槍的噴嘴中放置預旋噴嘴。

現有技術中，旋轉電弧主要通過兩種途徑實現：(1)使電極發生旋轉帶動電弧旋轉；(2)通過外加電磁作用使電弧發生旋轉。而本發明是以自然界中的龍卷風為參考，通過外加環形保護氣流，利用氣體產生的切應力以及壓差而改變電弧形式，從而使電弧等離子體隨之發生旋轉，以達到改變電弧形態的目的。

本發明在非熔化極氣體保護焊時，壓縮電弧形態，增加電弧等離子體流力，以達到提高熔深，改善側壁熔合的作用；熔化極氣體保護焊時，在提高熔深的基礎上，還可促進熔滴過渡，形成更穩定的焊接過程，提升焊接效率。

基于上述理由本發明可在焊接技術領域廣泛推廣。

附圖說明