[發(fā)明專利]一種三絲氣體保護(hù)間接電弧焊方法、裝置及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811075326.5
• 申請日: 2018-09-14
• 公開（公告）號: CN109079287B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉黎明;宋剛;張兆棟;胡成輝
• 申請（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué)
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/04
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李馨

1.一種三絲氣體保護(hù)間接電弧焊方法，所述方法通過三根焊絲以及兩個(gè)電弧電源實(shí)施焊接過程；其特征在于，具體包括：

焊接前，先將三根所述焊絲中的一根焊絲連接至兩個(gè)所述電弧電源的正極，其余的兩根焊絲分別連接至兩個(gè)所述電弧電源的負(fù)極，焊接工件不與所述電弧電源連接；隨后將上述連接兩個(gè)電弧電源正極的焊絲排布在中間，稱該焊絲為主絲；其余的兩根焊絲分別排布在所述主絲的兩邊，稱這兩根焊絲為邊絲；

兩所述邊絲分別與所述主絲構(gòu)成20°～60°的夾角，兩所述邊絲與所述主絲的延長線分別相交且兩交點(diǎn)在同一水平線上；所述邊絲與所述主絲在垂直于焊接方向的平面內(nèi)的正投影滿足如下條件：所述邊絲與所述主絲的夾角為0°～5°且兩所述邊絲關(guān)于所述主絲鏡像對稱；

焊接時(shí)，令所述兩個(gè)電弧電源同時(shí)輸出，使得所述主絲以及所述邊絲之間的交點(diǎn)上產(chǎn)生耦合的、且電弧形態(tài)集中的間接電弧，兩間接電弧向所述主絲同時(shí)偏轉(zhuǎn)并耦合為電流密度增大的、穿透能力增強(qiáng)的單個(gè)電弧；采用該單個(gè)電弧對母材進(jìn)行加工，根據(jù)預(yù)設(shè)的焊接工藝，使焊絲金屬和部分母材金屬熔化，冷卻凝固后即可形成焊接接頭，實(shí)現(xiàn)高熔敷率且具有較大熔深的焊接過程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三絲氣體保護(hù)間接電弧焊方法，其特征在于，焊接總電流范圍保持在250A～600A，所述主絲的送絲速度控制在3.5m/min～15m/min，焊接速度控制在0.3m/min～2m/min；三根所述焊絲組成的焊炬可垂直向下排布或者與水平線成一定的傾斜角排布，其傾角范圍為20°～120°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三絲氣體保護(hù)間接電弧焊方法，其特征在于，兩個(gè)所述電弧電源選用兩個(gè)直流電源、兩個(gè)脈沖電源、一個(gè)直流電源和一個(gè)脈沖電源的組合中的一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三絲氣體保護(hù)間接電弧焊方法，其特征在于，所述焊接方法進(jìn)行焊接過程中所采用的保護(hù)氣體為CO₂、Ar中的一種或CO₂和Ar的混合氣，保護(hù)氣流均為0.1～50L/min。

5.一種實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的三絲氣體保護(hù)間接電弧焊方法的裝置，其特征在于，

所述裝置由三根焊絲以及兩個(gè)電弧電源組成；

其中，三根所述焊絲中的一根焊絲連接至兩個(gè)所述電弧電源的正極上，且使得該焊絲排布在三根焊絲中間位置處，稱該焊絲為主絲；

其余的兩根焊絲連接至兩個(gè)所述電弧電源的負(fù)極上，且分別排布在所述主絲的兩邊，稱這兩根焊絲為邊絲；

兩所述邊絲分別與所述主絲構(gòu)成20°～60°的夾角，所述邊絲與所述主絲在垂直于焊接方向的平面內(nèi)的正投影滿足如下條件：所述邊絲與所述主絲的夾角為0°～5°且兩所述邊絲關(guān)于所述主絲鏡像對稱；

焊接工件不與所述電弧電源連接；兩所述邊絲與所述主絲的延長線分別相交且兩交點(diǎn)在同一水平線上；

焊接時(shí)，令所述兩個(gè)電弧電源同時(shí)輸出，使得所述主絲以及所述邊絲之間的交點(diǎn)上產(chǎn)生耦合的、且電弧形態(tài)集中的間接電弧，兩間接電弧向所述主絲同時(shí)偏轉(zhuǎn)并耦合為電流密度增大的、穿透能力增強(qiáng)的單個(gè)電弧；采用該單個(gè)電弧對母材進(jìn)行加工，根據(jù)預(yù)設(shè)的焊接工藝，使焊絲金屬和部分母材金屬熔化，冷卻凝固后即可形成焊接接頭，實(shí)現(xiàn)高熔敷率且具有較大熔深的焊接過程。

6.一種基于三絲氣體保護(hù)間接電弧的堆焊方法，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，并在實(shí)施堆焊過程中，以平行于焊絲所在豎直面或以垂直于焊絲所在豎直面為堆焊方向，以三根所述焊絲為填充金屬，利用所述單個(gè)電弧的弧柱熱量和熔滴過渡所攜帶的熱量，實(shí)現(xiàn)填充金屬與焊接工件的焊接。

7.一種基于三絲氣體保護(hù)間接電弧的高效焊接工藝，其特征在于：包括如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的方法，并在實(shí)施焊接過程中，以平行于焊絲所在豎直面為焊接方向，采用鏡像對稱式焊絲排布方式，以實(shí)現(xiàn)坡口角度小于20°條件下獲得大于或等于10mm單道焊接熔深。