[其他]推拉短路過渡焊接方法及其脈動送絲機

無效

• 申請號: 85100690
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100690B
• 公開（公告）日: 1987-03-11
• 發明（設計）人: 孫子建;劉澤勇
• 申請（專利權）人: 機械工業部鄭州機械研究所
• 主分類號: B23K9/12
• 分類號: B23K9/12;B23K9/16
• 代理公司: 鄭州市專利事務所
• 代理人: 李德芝

本發明用于CO₂氣體保護焊中。

CO₂氣體保護焊有許多優點，但也存在著較嚴重的缺點，即飛濺大、成型差。為了降低飛濺，需要采用較低的電弧電壓，使熔滴經常與熔池短路而過渡。為限制短路飛濺，一般需在焊接回路中加合適的感抗L。提高電弧電壓能改善焊縫成型，但這樣熔滴就不易與熔池短路，形成自由過渡，使飛濺大為增加。

大量的科研工作表明：在短路過渡時，飛濺的主要來源是短路后期跨連熔池與焊絲之間的液態金屬小橋爆炸所引起的。此外也有在熔滴剛接觸熔池的最初瞬間，接觸處電流突然猛增，產生爆炸，使整個熔滴從熔池表面彈走，飛離熔池而引起的。

為了使熔滴能順利有力地過渡到熔池中去，蘇聯“自動焊”雜志77年第1期巴東等人提出了一種在一般的等速送絲基礎上又疊加上一個前沖運動的脈動送絲焊接方法，焊絲的脈動運動靠兩套“三鋼球”夾頭實現，其中一套作前后往復運動，另一套靜止不動，前一套前進時夾持焊絲共同前進，后退時因焊絲被另一套夾頭所夾持不能后退，只能沿焊絲向后滑行。作脈動運動的焊絲使熔滴得到了前沖的動能，使熔滴容易過渡到熔池中去，但單純依靠前沖，除非焊絲脈動的瞬間速度相當高，否則是很難使熔滴脫離焊絲的。

在焊接學報84年第1期王其隆等人的脈動送絲焊接方法中，當焊絲末端形成一定大小的熔滴后，焊絲被快速地送向熔池，熔滴與熔池短路。短路過后電弧又重新引燃，過程重復進行。本方法中由于必須為使與熔池短路的熔滴脫離焊絲提供足夠的電磁收縮力，所以短路電流不能下降過多，否則短路時間會顯著延長，過程惡化。

本發明的目的在于使任何焊接條件下，熔滴都以一種特殊的短路過渡方式進行。在這種短路過渡中，熔滴在焊絲端部成長到一定尺寸后，靠焊絲突然的急速前進運動被送向熔池，與熔池接觸，造成短路。然后，焊絲又立即快速后退。這樣，由于熔池的表面張力作用，熔滴液態金屬大部分被留在熔池中，短路破壞，電弧重新引燃，在以后較長的時間里，焊絲靜止不動，直到熔滴又逐漸長大到一定尺寸后，焊絲又突然急速前進，過程重復進行。在這種焊接方法中，熔滴過渡是靠焊絲的機械運動被迫地送到熔池中去，然后又靠焊絲的快速后退而脫離焊絲的。不管焊接規范如電弧電壓、電流、極性、空間位置如何，熔滴都能按所規定的頻率穩定可靠有規律地過渡。這樣做使焊接規范的選擇擺脫了因熔滴過渡所受到的限制，允許范圍大為加寬，從而能達到降低飛濺，改善成型，改進空間位置焊接性能，提高熔敷效率的目的。

圖1為本方法的工作原理圖，當焊絲頭上的熔滴長大到一定尺寸，如與焊絲直徑相接近時②，焊絲開始迅速前進，熔滴與熔池接觸，電弧被短路③，由于熔池的表面張力作用，熔滴液態金屬涌向熔池。短路后焊絲立即快速回退，溶滴在與焊絲連結處被拉斷，電弧重新引燃④。當焊絲退到一定程度后，就停止不動⑤。以后焊絲不斷熔化，熔滴長大，電弧也被拉長⑥，當熔滴長大到又接近焊絲直徑時，⑦及①，過程又重復開始。焊絲前進量δ_f與焊絲后退量δ_b之差為每個脈動周期中實際的送絲步距δ，為保證熔滴過渡迅速有力，焊絲運動時間應盡可能地短，如占整個周期的三分之一左右。焊絲脈動頻率每秒20次左右。

這種方式的短路過渡與一般等速送絲中由于熔滴長大而與熔池接觸的隨機性短路過渡不同，與一般焊絲只是脈動地前進使熔滴與熔池強制地短路過渡也不同。這里熔滴是被焊絲推到熔池中去，然后又是被焊絲后退所拉斷的，因此這種短路過渡叫做推拉短路過渡。這種方法叫做推拉短路過渡焊接法。

推拉短路過渡要求特殊的送絲機。圖2是這種送絲機的結構。

由馬達（1）和圓柱凸輪（2）所帶動的三組“三鋼球”夾頭A、B、C各由自己的錐套和三個鋼球組成。B、C兩個錐套是在一起的。A、C夾頭的錐套分別靠各自的錐蓋（3）和彈簧（4）與各自的鋼球保持在一起，B的鋼球卻是與A的鋼球由聯接套（5）聯在一起運動的。當夾頭A沿著導桿（6）在圖2上向左移動時、錐套和鋼球所產生的對焊絲的壓力使A鋼球夾持著焊絲（7）也向左以同一速度前進。夾頭C這時也同時開始運動，但其速度較A小，因此相對于焊絲是在焊絲上倒退，倒退的夾頭不妨礙焊絲通過前進。A夾頭前進經過一定距離后，逐漸接近夾頭B、C，使B夾頭的錐套與鋼球相接觸。夾頭運動的設計使這一瞬間各夾頭相對速度為零，這樣可避免沖擊，減少磨損及噪音。此后三個夾頭及焊絲都以同一速度前進，直到最前方，這時焊絲前進了δ_f-焊絲前進量的長度。