專利名稱：單電源單面串聯(lián)雙tig電弧焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接方法，具體涉及一種雙弧焊接方法。
背景技術(shù)：
高效焊接方法是焊接領(lǐng)域一直以來的研究熱點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)高效焊接的關(guān)鍵在于焊接熱源。早期的做法是提高單一熱源的能量密度，如壓縮等離子電弧、激光焊、電子束焊等。但 是隨著能量密度的提高，焊接設(shè)備價(jià)格也越發(fā)昂貴，限制了這些高效焊接方法的應(yīng)用范圍。 近年來，低成本、高效率的復(fù)合焊接方法發(fā)展迅猛，發(fā)揮了“1+1>2”的功效，其中有不同方法 的復(fù)合，如激光電弧復(fù)合焊，有相同方法的復(fù)合，如雙弧焊接。其中雙弧焊接具有實(shí)現(xiàn)簡單， 易于推廣等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的研究。從國內(nèi)外的的研究現(xiàn)狀來看，所研究的雙弧焊接方法集中在雙面雙弧焊、復(fù)合雙 弧焊、單面并列雙弧焊等三個(gè)方面。在眾多雙弧焊接方法中，單電源雙面雙弧焊能夠顯著地 增加熔深，提高融合比，減小熱影響區(qū)，焊后工件的變形量小。但是，雙面雙弧焊的缺點(diǎn)也是 明顯的，工件正反面各一把焊槍，兩槍的同步控制和背面焊槍的空間可達(dá)性受限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決雙面雙弧焊接方法中存在的兩槍的同步控制和背面焊槍的 空間可達(dá)性受限制的問題，提供了一種單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法。單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，它采用一個(gè)焊接電源和兩把焊槍，所述兩 把焊槍為第一 TIG焊槍和第二 TIG焊槍；
第一 TIG焊槍與焊接電源的正輸出端相接，第二 TIG焊槍與焊接電源的負(fù)輸出端相
接；
焊接時(shí)，接通焊接電源，使第一 TIG焊槍和第二 TIG焊槍在待焊工件的同一待焊面上， 電流沿著“第一 TIG焊槍一待焊工件一第二 TIG焊槍”的方向流動(dòng)，在第一 TIG焊槍與待焊 工件之間、第二 TIG焊槍與待焊工件之間分別產(chǎn)生一個(gè)熔池進(jìn)行焊接。單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，它采用一個(gè)焊接電源和一把焊槍；
所述焊槍上設(shè)有兩個(gè)鎢極，兩個(gè)鎢極分別為第一鎢極和第二鎢極，第一鎢極與焊接電 源的正輸出端相接，第二鎢極與焊接電源的負(fù)輸出端相接；
焊接時(shí)，接通焊接電源，使第一鎢極和第二鎢極在待焊工件的同一待焊面上，電流沿著 “第一鎢極一待焊工件一第二鎢極”的方向流動(dòng)，在第一鎢極與待焊工件之間、第二鎢極與 待焊工件之間分別產(chǎn)生一個(gè)熔池進(jìn)行焊接。本發(fā)明的積極效果
本發(fā)明的焊接方法，由于兩焊槍或兩鎢極在待焊板的同一面，不存在背面焊槍的空間 受限制問題，另外，兩焊槍或兩鎢極的焊接區(qū)很近，便于兩焊槍或兩鎢極的同步運(yùn)動(dòng)控制。 因此，本發(fā)明能夠解決雙面雙弧焊接方法中存在的兩槍的同步控制和背面焊槍的空間可達(dá) 性受限制的問題。


圖1為實(shí)施方式一的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法的原理示意圖；圖2為 單電源單面串聯(lián)雙TIG焊焊槍姿態(tài)參數(shù)調(diào)節(jié)示意圖；圖3為兩焊槍沿焊接方向前后排列的 焊接方法示意圖；圖4為兩焊槍沿垂直于焊接方向橫向排列的焊接方法示意圖；圖5為兩 焊槍繞兩焊槍中心旋轉(zhuǎn)的焊接方法示意圖；圖6為實(shí)施方式五的單電源單面串聯(lián)雙TIG電 弧焊接方法的原理示意圖；圖7為實(shí)施方式七的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法的原 理示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，它采用一個(gè)焊接電源3和兩把焊槍，所述兩把焊槍為第一 TIG焊槍1和第二 TIG焊槍2 ；
第一 TIG焊槍1與焊接電源3的正輸出端相接，第二 TIG焊槍2與焊接電源3的負(fù)輸 出端相接；
焊接時(shí)，接通焊接電源3，使第一 TIG焊槍1和第二 TIG焊槍2在待焊工件的同一待焊 面上，電流沿著“第一 TIG焊槍1一待焊工件一第二 TIG焊槍2”的方向流動(dòng)，在第一 TIG焊 槍1與待焊工件之間、第二 TIG焊槍2與待焊工件之間分別產(chǎn)生一個(gè)熔池進(jìn)行焊接。本發(fā)明的操作原理示意圖參見圖1，其中I表示電流方向。TIG焊為惰性氣體鎢極保護(hù)焊。焊接時(shí)，工件作為過渡，電流沿著“第一 TIG焊槍1 一待焊工件一第二 TIG焊槍2” 的方向流動(dòng)，這樣，在第一 TIG焊槍1與待焊工件之間、第二 TIG焊槍2與待焊工件之間分 別建立一個(gè)電弧。在本實(shí)施方式中，由于第一 TIG焊槍1連接焊接電源3的正輸出端，因此第一 TIG 焊槍1的鎢極燒損較為嚴(yán)重，故第一 TIG焊槍1的鎢極應(yīng)選用直徑大、耐燒損的鎢極。如圖2所示，在焊接過程中，兩把焊槍之間的距離和夾角可以自由調(diào)節(jié)，圖中，θ 為兩把焊槍軸線之間的夾角，i/為兩把焊槍的鎢極末端之間的距離。通過不同的焊槍間距和姿態(tài)組合可以控制電弧和熔池的形態(tài)，以適應(yīng)不同的焊接 要求，實(shí)現(xiàn)不同的焊縫成形。兩把焊槍靈活的姿態(tài)組合可以實(shí)現(xiàn)多種電弧形態(tài)，從而拓展 了這種焊接方法的應(yīng)用范圍，通過控制焊接規(guī)范和兩把焊槍的姿態(tài)可以適應(yīng)不同的焊接要 求，獲得不同的焊縫成形效果。與傳統(tǒng)單鎢極TIG焊相比，本發(fā)明的焊接方法在相同的電流下能夠同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè) 功率基本相同的電弧在鎢極與工件之間燃燒，故而能夠顯著增加對工件的熱輸入，從而提 高焊接速度，提高焊接效率，可應(yīng)用于厚板焊接和薄板高速焊接。本發(fā)明的焊接方法，由于兩焊槍或兩鎢極在待焊板的同一面，不存在背面焊槍的 空間受限制問題，另外，兩焊槍或兩鎢極的焊接區(qū)很近，便于兩焊槍或兩鎢極的同步運(yùn)動(dòng)控 制。因此，本發(fā)明能夠解決雙面雙弧焊接方法中存在的兩槍的同步控制和背面焊槍的空間 可達(dá)性受限制的問題。此外，本發(fā)明應(yīng)用于鋁及鋁合金焊接時(shí)，接電源正極的鎢極具有明顯 的陰極清理作用，因而具有顯著的優(yōu)勢。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式是對實(shí)施方式一的進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式的單電 源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法中，第一 TIG焊槍1和第二 TIG焊槍2沿焊接方向前后排列進(jìn)行焊接，第二 TIG焊槍2對第一 TIG焊槍1的焊道進(jìn)行重熔焊接。參見圖3，其中V表示焊槍運(yùn)動(dòng)方向。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式是對實(shí)施方式一或二的進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式的 單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，第一 TIG焊槍1和第二 TIG焊槍2沿垂直于焊接方 向橫向排列進(jìn)行焊接。參見圖4，其中V表示焊槍運(yùn)動(dòng)方向，圖中為垂直紙面向里。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式是對實(shí)施方式一、二或三的進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式 的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，第一 TIG焊槍1和第二 TIG焊槍2繞兩把焊槍的 中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)焊接。參見圖5，其中V表示焊槍運(yùn)動(dòng)方向。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖6說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式的單電源單面串聯(lián)雙TIG 電弧焊接方法，它采用一個(gè)焊接電源3和一把焊槍4 ；
所述焊槍4上設(shè)有兩個(gè)鎢極，兩個(gè)鎢極分別為第一鎢極5和第二鎢極6，第一鎢極5與 焊接電源3的正輸出端相接，第二鎢極6與焊接電源3的負(fù)輸出端相接；
焊接時(shí)，接通焊接電源3，使第一鎢極5和第二鎢極6在待焊工件的同一待焊面上，電流 沿著“第一鎢極5—待焊工件一第二鎢極6”的方向流動(dòng)，在第一鎢極5與待焊工件之間、第 二鎢極6與待焊工件之間分別產(chǎn)生一個(gè)熔池進(jìn)行焊接。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式是對實(shí)施方式五的進(jìn)一步限定，本實(shí)施方式的單電 源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法中，第一鎢極5的末端和第二鎢極6的末端之間的距離為 (5mm, 15mm)內(nèi)的一個(gè)值。焊槍由小車負(fù)載行走進(jìn)行焊接或由機(jī)器人夾持進(jìn)行焊接，在應(yīng)用上更為便利，適 用性更廣，靈活性更強(qiáng)。
具體實(shí)施方式
七結(jié)合圖7說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對實(shí)施方式五的進(jìn)一 步限定，本實(shí)施方式的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法中，焊槍4上還固定有一個(gè)微調(diào) 裝置7，所述微調(diào)裝置7的一個(gè)微調(diào)端與第一鎢極5固定連接，微調(diào)裝置7的另一個(gè)微調(diào)端 與第二鎢極6固定連接。在本實(shí)施方式中，所述微調(diào)裝置7用于對兩個(gè)鎢極之間的距離和二者軸線之間的 角度進(jìn)行微調(diào)。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式是對具體實(shí)施方式
七的進(jìn)一步限定，在本實(shí)施方式 的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法中，第一鎢極5的末端和第二鎢極6的末端之間的 距離在(5mm, 15mm)范圍內(nèi)，第一鎢極5的軸線和第二鎢極6的軸線之間的夾角在(15°，60°) 范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，它采用一個(gè)焊接電源(3)和兩把焊槍，所述兩把焊槍為第一TIG焊槍(1)和第二TIG焊槍(2)；其特征在于第一TIG焊槍(1)與焊接電源(3)的正輸出端相接，第二TIG焊槍(2)與焊接電源(3)的負(fù)輸出端相接；焊接時(shí)，接通焊接電源(3)，使第一TIG焊槍(1)和第二TIG焊槍(2)在待焊工件的同一待焊面上，電流沿著“第一TIG焊槍(1)—待焊工件—第二TIG焊槍(2)”的方向流動(dòng)，在第一TIG焊槍(1)與待焊工件之間、第二TIG焊槍(2)與待焊工件之間分別產(chǎn)生一個(gè)熔池進(jìn)行焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，其特征在于所述第一 TIG焊槍(1)和第二 TIG焊槍(2)沿焊接方向前后排列進(jìn)行焊接，第二 TIG焊槍(2)對第一 TIG焊槍(1)的焊道進(jìn)行重熔焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，其特征在于所述第一 TIG焊槍(1)和第二 TIG焊槍(2)沿垂直于焊接方向橫向排列進(jìn)行焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，其特征在于所述第一 TIG焊槍(1)和第二 TIG焊槍(2)繞兩把焊槍的中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)焊接。
5.單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，它采用一個(gè)焊接電源(3)和一把焊槍(4)；其特征在于所述焊槍(4)上設(shè)有兩個(gè)鎢極，兩個(gè)鎢極分別為第一鎢極(5)和第二鎢極(6)，第一鎢極(5)與焊接電源(3)的正輸出端相接，第二鎢極(6)與焊接電源(3)的負(fù)輸出 端相接；焊接時(shí)，接通焊接電源(3)，使第一鎢極(5)和第二鎢極(6)在待焊工件的同一待焊面 上，電流沿著“第一鎢極(5) —待焊工件一第二鎢極(6)”的方向流動(dòng)，在第一鎢極(5)與待 焊工件之間、第二鎢極(6)與待焊工件之間分別產(chǎn)生一個(gè)熔池進(jìn)行焊接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，其特征在于所述第一 鎢極(5)的末端和第二鎢極(6)的末端之間的距離為(5mm，15mm)內(nèi)的一個(gè)值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，其特征在于所述焊槍 (4)上還固定有一個(gè)微調(diào)裝置(7)，所述微調(diào)裝置(7)的一個(gè)微調(diào)端與第一鎢極(5)固定連 接，微調(diào)裝置(7)的另一個(gè)微調(diào)端與第二鎢極(6)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，其特征在于所述第一 鎢極(5)的末端和第二鎢極(6)的末端之間的距離在(5mm，15mm)范圍內(nèi)，第一鎢極(5)的 軸線和第二鎢極(6)的軸線之間的夾角在(15°，60°)范圍內(nèi)。
全文摘要
單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，涉及一種焊接方法，解決了雙面雙弧焊接方法中存在兩槍同步控制和背面焊槍的空間可達(dá)性受限制的問題。單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法，采用一個(gè)焊接電源和兩把焊槍，兩把焊槍為第一TIG焊槍和第二TIG焊槍；第一TIG焊槍與焊接電源的正輸出端相接，第二TIG焊槍與焊接電源的負(fù)輸出端相接；焊接時(shí)，兩把焊槍在待焊工件的同一待焊面上，電流沿“第一TIG焊槍—待焊工件—第二TIG焊槍”方向流動(dòng)，第一TIG焊槍與待焊工件之間、第二TIG焊槍與待焊工件之間各產(chǎn)生一個(gè)熔池進(jìn)行焊接；另一種焊接方法，它與上述方法的不同之處在于僅采用一把焊槍，并在一把焊槍上安裝兩個(gè)鎢極實(shí)現(xiàn)焊接。本發(fā)明可應(yīng)用于厚板焊接和薄板高速焊接。
文檔編號B23K9/167GK101817112SQ201010173950
公開日2010年9月1日 申請日期2010年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月17日
發(fā)明者吳林, 張廣軍, 李海超, 肖珺, 高洪明 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)