專利名稱：陰極霧化式鋁合金焊絲焊前清理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋁合金焊絲的焊前清理設(shè)備。
背景技術(shù)：
在鋁合金焊接中，合金表面的氧化膜(Al2O3)吸收了大量的油污和水分，這些雜質(zhì)的引入將對鋁合金的焊縫性能產(chǎn)生很大的影響，特別是焊縫中氫氣孔問題。鋁合金對氫的溶解度曲線(在液態(tài)約為0.69ml/100g，到了固態(tài)突降至0.036ml/100g)決定了鋁合金焊接焊縫不可避免地存在氫氣孔，而且氫源(如H2O)一旦進(jìn)入焊接氣氛，就很難被除去，并最終成為焊縫的氫氣孔。另一方面，在鋁合金焊接時，由于其氧化膜(Al2O3)的熔點(約為2050℃)遠(yuǎn)大于鋁合金的熔點(約為660℃)，因此在焊接鋁合金材料時，大量的氧化膜(Al2O3)將產(chǎn)生夾渣等缺陷，形成焊縫的裂紋源。所以說，鋁合金焊接時，氧化膜的除去和合金表面的清理，對提高焊縫最終機械性能有很大的影響。目前，對于鋁合金焊絲焊前清理，主要有以下兩種方法1、機械處理，即機械刮削。它是通過機械的方法，達(dá)到使鋁合金與其表面氧化層分離的目的。該方法操作簡單，是鋁合金焊接焊前清理的較通用的方法，但對氧化層的處理效果不太理想、處理不徹底。2、化學(xué)清理方法，該方法是通過化學(xué)反應(yīng)以達(dá)到去除氧化層的目的。較為通用的方法表述如下用濃度為15％的NaOH溶液浸泡焊絲或待處理的鋁合金材料(2min)；然后再用濃度為15％的HNO3溶液浸泡焊絲或待處理的鋁合金材料(8min)；最后，水洗并干燥。該方法雖然清洗效果比機械處理好，但操作比較復(fù)雜，很顯然不適用于邊處理邊焊接，而處理后焊絲或母材必須盡快焊接，以免氧化膜(Al2O3)的重新形成。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)或者對鋁合金焊絲處理不徹底或者難以同焊接過程聯(lián)用的缺陷，提供一種能徹底清除鋁合金焊絲表面的氧化物而且能與焊接過程的聯(lián)用的鋁合金焊絲焊前清理設(shè)備。本發(fā)明通過下述方案實現(xiàn)一種陰極霧化式鋁合金焊絲焊前清理設(shè)備，它包括電源1、至少兩個鎢電極、管道10、殼體3和惰性氣體容器4，封閉的殼體3中貫通有穿絲孔3-1，第I鎢電極2-1和第II鎢電極2-2設(shè)置在殼體3的內(nèi)腔中，第I鎢電極2-1和第II鎢電極2-2在穿絲孔3-1軸向上錯開距離并且分別同電源1的陽極輸出端相連接，殼體3的內(nèi)腔通過管道10與惰性氣體容器4相連通。本發(fā)明工作時，鋁合金焊絲5從穿絲孔3-1的一端穿入，從穿絲孔另一端穿出后用于焊接。鋁合金焊絲5連接電源1的陰極輸出端，這樣第I鎢電極2-1和第II鎢電極2-2分別與鋁合金焊絲5打火產(chǎn)生微電弧，清理焊絲表面的氧化膜。本發(fā)明提供了一種高效新型的鋁合金焊絲隨焊清理設(shè)備，它運用鋁合金焊接特有的陰極霧化現(xiàn)象(純鋁的逸出功大于其氧化物Al2O3的逸出功，從而導(dǎo)致在鋁合金焊絲接電源負(fù)極時，其氧化物Al2O3更易于逸出電子，將優(yōu)先導(dǎo)通)，在焊絲進(jìn)入焊接熔池前，通過小電流電弧對焊絲氧化膜的轟擊，達(dá)到焊前清理的目的。與傳統(tǒng)的焊絲清理方法相比它具有結(jié)構(gòu)簡單、安裝靈活，能運用于大多數(shù)鋁合金焊接設(shè)備中；另一方面，該設(shè)備是與焊接過程聯(lián)合工作，動態(tài)地對焊絲進(jìn)行清理，由于從清理到焊接間隔時間短，可以有效地避免清理后氧化膜的重新生成，很大程度地降低了焊縫氫氣孔的含量；本發(fā)明還通過微弧對焊絲進(jìn)行預(yù)熱，達(dá)到提高熔敷率和改善焊接效率的目的。在該設(shè)備中加入保護(hù)氣體，以防止過高的溫度使焊絲重新被氧化。還可以通過改變電源的電流輸出，實現(xiàn)清理深度和焊絲預(yù)熱溫度的調(diào)節(jié)。本發(fā)明的優(yōu)點及達(dá)到的性能指標(biāo)1、本發(fā)明運用鋁合金焊接的陰極霧化現(xiàn)象，在焊絲進(jìn)入熔池前運用微弧對焊絲進(jìn)行清理，該發(fā)明是一種隨焊清理方法，較傳統(tǒng)的焊前清理更徹底。2、可以通過改變兩個電源的輸出電流，達(dá)到調(diào)節(jié)焊絲清理深度的目的。3、由于本發(fā)明采用電弧來清理焊絲，所以它本身又對焊絲有預(yù)熱的作用，這樣不僅可以減少鋁合金焊縫氫氣孔和諸多焊接缺陷，還可以提高焊接效率。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明與焊接過程聯(lián)用的示意圖，圖3是本發(fā)明實施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一下面結(jié)合圖1和圖2具體說明本實施方式。它由電源1、兩個鎢電極、管道10、殼體3和惰性氣體容器4組成，封閉的殼體3中貫通有穿絲孔3-1，第I鎢電極2-1和第II鎢電極2-2設(shè)置在殼體3的內(nèi)腔中并且分列在穿絲孔3-1的兩側(cè)，第I鎢電極2-1和第II鎢電極2-2在穿絲孔3-1軸向上錯開距離并且分別同電源1的陽極輸出端相連接，殼體3的內(nèi)腔通過管道10與惰性氣體容器4相連通，待處理的焊絲與電源的陰極相連接。
具體實施方式
二下面結(jié)合圖1具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，它還包括三個隔墊6、二個定位套7和壓蓋8，隔墊6、定位套7被壓蓋8封閉在殼體3的內(nèi)腔中，二個定位套7把三個隔墊6分隔開，第I鎢電極2-1和第II鎢電極2-2通過螺釘9固定在定位套7上。如此設(shè)置，裝拆鎢電極非常方便，使調(diào)整和修理鎢電極的工作變得容易。
具體實施方式
三下面結(jié)合圖3具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，第I鎢電極2-1和第II鎢電極2-2可以根據(jù)具體的需要，選用環(huán)形電極。
具體實施方式
四下面結(jié)合圖1具體說明本實施方式。本實施方式與實施方式一的不同點是，所用的電源可以選擇直流電源、交流電源或脈沖電源等多種電源形式，但是對焊絲氧化膜的清理作用只發(fā)生在焊絲為負(fù)極，電極為正極的情況下。
權(quán)利要求
1.一種陰極霧化式鋁合金焊絲焊前清理設(shè)備，其特征是它包括恒流電源(1)、至少兩個鎢電極、管道(10)、殼體(3)和惰性氣體(4)，封閉的殼體(3)中貫通有穿絲孔(3-1)，第I鎢電極(2-1)和第II鎢電極(2-2)設(shè)置在殼體(3)的內(nèi)腔中，第I鎢電極(2-1)和第II鎢電極(2-2)在穿絲孔(3-1)軸向上錯開距離并且分別同恒流電源(1)的陽極輸出端相連接，殼體(3)的內(nèi)腔通過管道(10)與惰性氣體容器(4)相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極霧化式鋁合金焊絲焊前清理設(shè)備，其特征是它還包括三個隔墊(6)、二個定位套(7)和壓蓋(8)，隔墊(6)、定位套(7)被壓蓋(8)封閉在殼體(3)的內(nèi)腔中，二個定位套(7)把三個隔墊(6)分隔開，第I鎢電極(2-1)和第II鎢電極(2-2)通過螺釘(9)固定在定位套(7)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極霧化式鋁合金焊絲焊前清理設(shè)備，其特征是第I鎢電極(2-1)和第II鎢電極(2-2)為環(huán)形電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陰極霧化式鋁合金焊絲焊前清理設(shè)備，其特征是所選用的電源(1)是直流電源、交流電源或脈沖電源。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鋁合金焊絲的焊前清理設(shè)備——陰極霧化式鋁合金焊絲焊前清理設(shè)備。它包括電源(1)、至少兩個鎢電極、管道(10)、殼體(3)和惰性氣體容器(4)，封閉的殼體(3)中貫通有穿絲孔(3－1)，第I鎢電極(2－1)和第II鎢電極(2－2)設(shè)置在殼體(3)的內(nèi)腔中，(2－1)和(2－2)在穿絲孔(3－1)軸向上錯開距離并且分別同(1)的陽極輸出端相連接，殼體(3)的內(nèi)腔通過管(10)與(4)相連通。(2－1)和(2－2)分別與鋁合金焊絲(5)打火產(chǎn)生微電弧，清理焊絲表面的氧化膜。本發(fā)明運用鋁合金焊接的陰極霧化現(xiàn)象，在焊絲進(jìn)入熔池前運用微弧對焊絲進(jìn)行清理，該發(fā)明是一種隨焊清理方法，較傳統(tǒng)的焊前清理更徹底。它本身又對焊絲有預(yù)熱的作用，可以提高焊接效率。
文檔編號B23K9/235GK1593830SQ20041004366
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月30日
發(fā)明者楊春利, 邱靈, 林三寶, 伍昀 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)