專利名稱：耦合電弧aa-tig焊的焊接方法
技術領域：
本發(fā)明涉及活性焊接及高速焊接方法。
背景技術：
鎢極氬弧焊是一種非熔化極惰性氣保護焊，由于其在焊接過程中加熱區(qū)始終靠氬氣氣氛來防止大氣中有害物質的污染，這樣就保證了焊接過程的穩(wěn)定性而獲得高質量的焊縫。但該方法仍存在明顯的局限性，如所焊接的單道焊縫熔深較淺，熔敷率低；在進行厚板焊接時，一般需要采用大功率的焊接電源或采用一些輔助工藝，如焊前預熱、多層多道焊、雙面同時施焊等。因此，長期以來，研究和開發(fā)既能充分利用TIG焊的優(yōu)點，又能大幅提高焊接效率的新型TIG焊方法和技術，一直是世界范圍內焊接技術研究人員追求和研究的目標之一。針對上述問題，研究者們提出了 A-TIG焊接法，通過在施焊板材的表面涂敷一層很薄的活性劑而使得熔深顯著增加。利用這種方法可使焊接熔深達到傳統(tǒng)TIG焊的2-3倍。但由于A-TIG焊所用活性劑的研制周期長，還需針對不同的材料研制成分不同的活性劑，以及活性劑的涂敷效率較低，難以應用于自動化等缺點，限制了它的應用范圍。為此，蘭州理工大學提出了電弧輔助活性TIG焊接法，簡稱AA-TIG (ArcassistedActivating TIG)。這種方法在焊接過程中通過輔助電弧引入活性元素0，再進行傳統(tǒng)TIG焊接，同樣可以顯著增加熔深。在使用單弧焊接時，輔助電弧預熔焊道表面，再用TIG焊接規(guī)范施焊；在使用雙弧焊接時，沿焊接方向布置焊槍，兩把焊槍距離25mm 30mm，前置焊槍采用小電流，并通以二氧化碳或者氧氣與氬氣的混合氣體，后置焊槍采用TIG焊接規(guī)范，兩把焊槍同時施焊；當調節(jié)兩把焊槍的夾角和鎢極間距在一定范圍時，產生耦合電弧，即雙槍耦合電弧AA-TIG焊接法。但是，由于以上方法在焊接時需要采用兩道工序或者需要兩把焊槍，焊接生產效率低，難以應用于焊接自動化生產，而雙槍耦合電弧AA-TIG焊接法由于兩焊槍夾角和間距等參數(shù)的調節(jié)困難等問題，也限制了這種方法的應用范圍。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種耦合電弧AA-TIG焊的焊接方法。本發(fā)明是耦合電弧AA-TIG焊的焊接方法，通入主鎢極的焊接電流大于通入輔助鎢極的焊接電流，通過輔助鎢極的保護氣體引入活性元素0，主鎢極采用惰性保護氣體，同時在一把焊槍內的主輔兩鎢極之間形成耦合電弧，即在進行焊接時，焊槍內的兩根鎢極沿焊接方向布置，輔助鎢極在前，主鎢極在后，形成耦合電弧。本發(fā)明的有益之處在于改變了活性元素的引入方式，通過在輔助電弧中加入二氧化碳或者氧氣與氬氣形成活性混和氣體，改變熔池金屬表面張力及其溫度系數(shù)，使得熔池內金屬流態(tài)更有利于電弧熱量向熔池底部傳輸，增加熔深。而在活性元素和耦合電弧的共同作用下，能夠抑止咬邊或者駝峰焊道的形成。
焊槍內的兩根鎢極沿焊接方向布置，輔助鎢極在前，主鎢極在后，形成耦合電弧，不需要專門研制的表面活性劑，不需要增加任何活性劑涂敷工序，在抑止咬邊或者駝峰焊道，實現(xiàn)高速焊接的同時，顯著增加焊接熔深，實現(xiàn)焊接過程的全自動化，具有高效、節(jié)能、環(huán)保和低成本的特點。


圖I為耦合電弧AA-TIG焊的焊接方法的示意圖，圖2為焊接速度500mm/min時耦合電弧AA-TIG焊焊縫表面成形，圖3為焊接速度500m m/min時耦合電弧AA-TIG焊縫截面成形，圖4為焊接速度500mm/min時耦合電弧TIG焊焊縫表面成形，圖5為焊接速度500mm/min時耦合電弧TIG焊焊縫截面成形，圖6為焊接速度800mm/min時傳統(tǒng)TIG焊焊縫表面和截面成形，圖7為焊接速度800mm/min時耦合電弧TIG焊焊縫表面和截面成形，圖8為焊接速度800mm/min時耦合電弧AA-TIG焊焊縫表面和截面成形，圖9為焊接速度1800mm/min時傳統(tǒng)TIG焊焊縫表面和截面成形，圖10為焊接速度1800 mm/min時耦合電弧TIG焊焊縫表面和截面成形，圖11為焊接速度1800mm/min時耦合電弧AA-TIG焊焊縫表面和截面成形。

具體實施例方式本發(fā)明是耦合電弧AA-TIG焊的焊接方法，通入主鎢極的焊接電流大于通入輔助鎢極的焊接電流，通過輔助鎢極的保護氣體引入活性元素0，主鎢極采用惰性保護氣體，同時在一把焊槍內的主輔兩鎢極之間形成耦合電弧。如圖I所示，在進行焊接時，焊槍內的兩根鎢極沿焊接方向布置，輔助鎢極在前，主鎢極在后，形成耦合電弧。在一把焊槍內，輔助鎢極的惰性保護氣體中加入活性氣體二氧化碳，或氧氣，引入活性元素0，主鎢極采用惰性氣體保護。輔助鎢極與主鎢極的間距為I 10mm。以奧氏體不銹鋼SUS304為例，焊前用丙酮去除表面油污，然后用砂輪清理工件表面，直到露出金屬光澤為止。如圖I所示，耦合電弧AA-TIG焊時，在焊接方向上，輔助電弧在前，通入氧氣或二氧化碳與氬氣的混合氣體作為保護氣體。主電弧在后，通入氬氣作為保護氣體。采用偏心鎢極，單個鎢極角度為30度，并且垂直于焊接板材。耦合電弧TIG焊時，除了輔助電弧保護氣體為氬氣外，其余與耦合電弧AA-TIG焊相同。實施例一不銹鋼板材為8mm厚，焊接速度500mm/min。耦合電弧AA-TIG焊接的輔助電弧參數(shù)見表I，主電弧參數(shù)見表2。表I輔助電弧規(guī)范參數(shù)
權利要求
1.耦合電弧AA-TIG焊的焊接方法，其特征在于通入主鎢極的焊接電流大于通入輔助鎢極的焊接電流，通過輔助鎢極的保護氣體引入活性元素O，主鎢極采用惰性保護氣體，同時在一把焊槍內的主輔兩鎢極之間形成耦合電弧，即在進行焊接時，焊槍內的兩根鎢極沿焊接方向布置，輔助鎢極在前，主鎢極在后，形成耦合電弧。
2.根據(jù)權利要求I所述的耦合電弧AA-TIG焊的焊接方法，其特征在于在一把焊槍內，輔助鎢極的惰性保護氣體中加入活性氣體二氧化碳，或氧氣，引入活性元素O，主鎢極采用惰性氣體保護。
3.根據(jù)權利要求I所述的耦合電弧AA-TIG焊的焊接方法，其特征在于輔助鎢極與主鎢極的間距為I 10mm。
全文摘要
耦合電弧AA-TIG焊的焊接方法，通入主鎢極的焊接電流大于通入輔助鎢極的焊接電流，通過輔助鎢極的保護氣體引入活性元素O，主鎢極采用惰性保護氣體，同時在一把焊槍內的主輔兩鎢極之間形成耦合電弧，即在進行焊接時，焊槍內的兩根鎢極沿焊接方向布置，輔助鎢極在前，主鎢極在后，形成耦合電弧。
文檔編號B23K9/24GK102626813SQ20111035085
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月9日 優(yōu)先權日2011年11月9日
發(fā)明者楊磊, 樊丁, 王新鑫, 黃勇 申請人:蘭州理工大學