專利名稱：高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊接方法，屬于焊接技術(shù) 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電弧焊接是目前應(yīng)用最為廣泛的一種焊接方法，其中尤其是熔化極氣體保護(hù)焊因 為具有適應(yīng)全位置、自動(dòng)化、高效率等優(yōu)點(diǎn)，而成為目前最主要的焊接方法，占所有金屬焊 接應(yīng)用量的70%以上。在焊接應(yīng)用領(lǐng)域中衡量焊接效率的一個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)就是單位時(shí)間 的焊絲熔化量，也就是焊絲的熔化速度，由于焊絲的熔化速度與通入的焊接電流成正比，因 此要提高焊絲熔化速度就必須提高焊接電流。而提高焊接電流在有利于提高焊接熔深的同 時(shí)，也使得焊接熱輸入增加，焊接熱輸入增加會(huì)引發(fā)焊接變形嚴(yán)重、熱裂紋傾向加大等一系 列問(wèn)題，因此在多數(shù)焊接場(chǎng)合要求有低的焊接熱輸入。此外，在薄板高速焊接中存在的主要 問(wèn)題是容易產(chǎn)生咬邊，而出現(xiàn)咬邊的主要原因是沒(méi)有足夠的熔化焊絲來(lái)充填高速移動(dòng)的熔 池，也就是焊絲的熔化速率不夠。還有在堆焊時(shí)更加要求高的焊絲熔化速度與低的焊接熱 輸入。綜上所述，在熔化極電弧焊接方法中提高焊絲的熔化速度與降低焊接熱輸入之間總 是相互矛盾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決熔化極電弧焊接方法中提高焊絲的熔化速度與降低焊接 熱輸入之間相互矛盾的問(wèn)題，提供一種高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊接方法。本發(fā)明將主電源和輔助電源的同極輸出端同時(shí)與主熔化電極的首端連接，將主電 源的另一極輸出端與待焊接工件連接，輔助電源另一極輸出端與輔助電極的首端連接，它 的焊接方法為將主熔化電極的末端靠近待焊接工件的待焊接部位，使得在主電源的作用下，主 熔化電極的末端與待焊接工件的待焊接表面之間形成主電??；同時(shí)，將輔助電極的末端靠 近主熔化電極的末端，使得在輔助電源的作用下，主熔化電極的末端與輔助電極的末端之 間形成輔助電弧，所述主電弧和輔助電弧形成復(fù)合電弧，實(shí)現(xiàn)焊接。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明方法的焊接電弧由兩個(gè)焊接電弧復(fù)合而成，作用于主熔 化電極上的加熱電流為主電弧回路和輔助電弧回路所產(chǎn)生的電流之和，而流入待焊接工件 的加熱電流僅為主電弧回路所產(chǎn)生的電流，由此，通過(guò)主電弧回路和輔助電弧回路的電流 的疊加，提高了主熔化電極的熔化速度，并且輔助電弧回路的電流不參與對(duì)待焊接工件的 加熱，實(shí)現(xiàn)了在提高主熔化電極熔化速度的同時(shí)降低了待焊接工件的焊接熱輸入。本發(fā)明方法具有設(shè)計(jì)新穎、工作可靠、易于在焊接領(lǐng)域大范圍推廣實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)。


圖1為本發(fā)明的工作原理示意圖2為實(shí)施方式三中附加輔助電源為一個(gè)時(shí)的工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式將主電源1和輔助電 源2的同極輸出端同時(shí)與主熔化電極3的首端連接，將主電源1的另一極輸出端與待焊接 工件4連接，輔助電源2另一極輸出端與輔助電極5的首端連接，它的焊接方法為將主熔化電極3的末端靠近待焊接工件4的待焊接部位，使得在主電源1的作用 下，主熔化電極3的末端與待焊接工件4的待焊接表面之間形成主電??；同時(shí)，將輔助電極 5的末端靠近主熔化電極3的末端，使得在輔助電源2的作用下，主熔化電極3的末端與輔 助電極5的末端之間形成輔助電弧，所述主電弧和輔助電弧形成復(fù)合電弧，實(shí)現(xiàn)焊接。圖1所示，Il為主電弧回路的電流，12為輔助電弧回路的電流，在主熔化電極3的 末端形成主電弧和輔助電弧形成的復(fù)合電弧，復(fù)合電弧流經(jīng)的電流與流經(jīng)主熔化電極3的 電流相等，即為11+12，主熔化電極3成為焊接過(guò)程中電流通過(guò)的公共節(jié)點(diǎn)，調(diào)節(jié)輔助電源2 可以調(diào)節(jié)輔助電弧回路的電流，由此可以實(shí)現(xiàn)流過(guò)主熔化電極3的電流大于流過(guò)待焊接工 件4的加熱電流，使對(duì)主熔化電極3采用大電流加速熔化，對(duì)待焊接工件4使用小電流來(lái)降 低焊接熱輸入。當(dāng)12足夠大時(shí)，Il可以很小，只要滿足待焊接工件4加熱的需要即可，實(shí) 現(xiàn)對(duì)待焊接工件4的熱輸入量達(dá)到很低，這種方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)主熔化電極3熔化速度和對(duì)待 焊接工件4加熱作用的獨(dú)立調(diào)整。同樣，也可以在保證流過(guò)主熔化電極3的電流達(dá)到射流 過(guò)渡的臨界電流的條件下，而對(duì)待焊接工件4的焊接電流低于射流過(guò)渡的臨界電流。
具體實(shí)施方式
二 下面結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一的 進(jìn)一步說(shuō)明，所述輔助電極5為熔化極或非熔化極。其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式一相 同。當(dāng)輔助電極5為熔化極時(shí)，輔助電極5的焊絲直徑可以與主熔化電極3相同，也可 以不同；當(dāng)輔助電極5為非熔化極，可先用主熔化電極3所形成的主電弧引弧，輔助電極5 通電后可自動(dòng)引弧，無(wú)需高頻引弧。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式與實(shí)施方式一或二 的不同之處在于，它還包括N個(gè)附加輔助電源6和N個(gè)附加輔助電極7，N為大于零的自然 數(shù)，所述N個(gè)附加輔助電源6的同極輸出端同時(shí)與主熔化電極3的首端連接，該同極 輸出端與連接在主熔化電極3首端的主電源1的極性相同，每個(gè)附加輔助電源6的另一極 輸出端與一個(gè)附加輔助電極7的首端連接，在實(shí)施焊接時(shí)，將每個(gè)附加輔助電極7的末端分別靠近主熔化電極3的末端，使得 在每個(gè)附加輔助電源6的作用下，主熔化電極3的末端與每個(gè)附加輔助電極7的末端之間 分別形成附加輔助電弧，所有附加輔助電弧與主電弧和輔助電弧形成復(fù)合電弧，實(shí)現(xiàn)焊接。 其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式一或二相同。本實(shí)施方式中多增加了 N個(gè)附加輔助電源6和N個(gè)附加輔助電極7，它可以根據(jù)需 要，進(jìn)一步增加所述主電弧的回路電流；N個(gè)附加輔助電弧可以分散所述主電弧末端部的 電弧壓力，不僅可以在使用粗絲主熔化電極3進(jìn)行焊接時(shí)，獲得足夠大的焊絲熔化電流，還 可以通過(guò)附加輔助電弧控制主電弧的形態(tài)和位置；比如當(dāng)圖2所示，所述附加輔助電弧回路的電流13 Φ 12時(shí)，主電弧會(huì)發(fā)生偏移，這種情況可以用動(dòng)態(tài)的不對(duì)稱的附加輔助電弧電 流，控制所述主電弧的擺動(dòng)。
具體實(shí)施方式
四下面結(jié)合圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式三的 進(jìn)一步說(shuō)明，所述N個(gè)附加輔助電極7分別為熔化極或非熔化極。其它組成及連接關(guān)系與 實(shí)施方式三相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式四的進(jìn)一步說(shuō)明，所述主電源1為直 流電源、脈沖電源或交流電源，所述輔助電源2為直流電源、脈沖電源或交流電源，所述附 加輔助電源6為直流電源、脈沖電源或交流電源。其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式四相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式四的進(jìn)一步說(shuō)明，所述主電源1為恒 壓電源或恒流電源，所述輔助電源2為恒壓電源或恒流電源，所述附加輔助電源6為恒壓電 源或恒流電源。其它組成及連接關(guān)系與實(shí)施方式四相同。
權(quán)利要求
一種高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊接方法，其特征在于它將主電源(1)和輔助電源(2)的同極輸出端同時(shí)與主熔化電極(3)的首端連接，將主電源(1)的另一極輸出端與待焊接工件(4)連接，輔助電源(2)另一極輸出端與輔助電極(5)的首端連接，它的焊接方法為將主熔化電極(3)的末端靠近待焊接工件(4)的待焊接部位，使得在主電源(1)的作用下，主熔化電極(3)的末端與待焊接工件(4)的待焊接表面之間形成主電?。煌瑫r(shí)，將輔助電極(5)的末端靠近主熔化電極(3)的末端，使得在輔助電源(2)的作用下，主熔化電極(3)的末端與輔助電極(5)的末端之間形成輔助電弧，所述主電弧和輔助電弧形成復(fù)合電弧，實(shí)現(xiàn)焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊接方法，其特征在 于所述輔助電極(5)為熔化極或非熔化極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊接方法，其特 征在于它還包括N個(gè)附加輔助電源(6)和N個(gè)附加輔助電極(7)，N為大于零的自然數(shù)，所述N個(gè)附加輔助電源(6)的同極輸出端同時(shí)與主熔化電極(3)的首端連接，該同極 輸出端與連接在主熔化電極⑶首端的主電源⑴的極性相同，每個(gè)附加輔助電源(6)的 另一極輸出端與一個(gè)附加輔助電極(7)的首端連接，在實(shí)施焊接時(shí)，將每個(gè)附加輔助電極(7)的末端分別靠近主熔化電極(3)的末端，使得 在每個(gè)附加輔助電源(6)的作用下，主熔化電極(3)的末端與每個(gè)附加輔助電極(7)的末 端之間分別形成附加輔助電弧，所有附加輔助電弧與主電弧和輔助電弧形成復(fù)合電弧，實(shí) 現(xiàn)焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊接方法，其特征在 于所述N個(gè)附加輔助電極(7)分別為熔化極或非熔化極。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊接方法，其特征在 于所述主電源(1)為直流電源、脈沖電源或交流電源，所述輔助電源(2)為直流電源、脈沖 電源或交流電源，所述附加輔助電源(6)為直流電源、脈沖電源或交流電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊接方法，其特征在 于所述主電源⑴為恒壓電源或恒流電源，所述輔助電源⑵為恒壓電源或恒流電源，所 述附加輔助電源(6)為恒壓電源或恒流電源。
全文摘要
高焊絲熔化速度且低焊接熱輸入的電弧焊接方法，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。它解決了熔化極電弧焊接方法中提高焊絲的熔化速度與降低焊接熱輸入之間相互矛盾的問(wèn)題。它將主電源和輔助電源的同極輸出端與主熔化電極的首端連接，將主電源的另一極輸出端與待焊接工件連接，輔助電源另一極輸出端與輔助電極的首端連接，它的焊接方法為將主熔化電極的末端靠近待焊接工件的待焊接部位，在主電源的作用下，主熔化電極的末端與待焊接工件的待焊接表面之間形成主電??；將輔助電極的末端靠近主熔化電極的末端，在輔助電源的作用下，主熔化電極的末端與輔助電極的末端之間形成輔助電弧，主電弧和輔助電弧形成復(fù)合電弧，實(shí)現(xiàn)焊接。本發(fā)明作為一種電弧焊接方法。
文檔編號(hào)B23K9/00GK101972879SQ201010541778
公開(kāi)日2011年2月16日 申請(qǐng)日期2010年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月12日
發(fā)明者耿正 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)