本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，是新型復(fù)合電弧及焊接工藝技術(shù)，具體涉及焊炬構(gòu)造和焊接電弧控制技術(shù)，將雙脈沖MIG焊和TIG焊集成一體的工藝方法。

背景技術(shù)：

在焊接領(lǐng)域，脈沖電弧焊和TIG焊都具有顯著特點(diǎn)。TIG具有電弧穩(wěn)定，電弧加熱集中的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)存在著效率低的缺點(diǎn)。熔化極電弧焊在保護(hù)氣體和電弧長(zhǎng)度以及熔化電極材料不同的情況下，出現(xiàn)特征顯著不同的熔滴過(guò)渡形式，并由此產(chǎn)生不同的焊縫成形和焊縫性能。脈沖MIG焊接以在很大的電流范圍內(nèi)獲得射流過(guò)渡，軸向性好，飛濺小，適應(yīng)于全位置焊接，焊縫成形美觀的優(yōu)點(diǎn)，大大促進(jìn)了高質(zhì)量，高效率焊接工藝的發(fā)展。隨著機(jī)器人的快速發(fā)展與大量應(yīng)用，熔化極弧焊在機(jī)器人焊接上應(yīng)用越來(lái)越多，而非熔化極弧焊應(yīng)用則相對(duì)較少，原因是非熔化極弧焊在焊接過(guò)程中需要有專門的焊絲送進(jìn)機(jī)構(gòu)，這勢(shì)必會(huì)使機(jī)器人操作靈活性降低，且使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)荷加大影響其運(yùn)行精度。為克服這一問(wèn)題，法國(guó)液空焊接集團(tuán)SAF開(kāi)發(fā)一種新型TIG焊槍TopeTIG，其特征是將TIG焊的送絲位置進(jìn)行了改變，形成如圖1所示。這種模式雖然解決了一定的問(wèn)題，但是焊接效率還存在有提高的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，基于TopeTIG焊槍的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為進(jìn)一步提高鎢極氬弧焊的焊接效率，提出一種將脈沖MIG電弧和TIG電弧結(jié)合在一起形成復(fù)合焊炬。

本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種脈沖復(fù)合電弧焊接的焊接方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

復(fù)合焊炬，包括TIG焊槍主體、鎢電極及保護(hù)氣體噴嘴，鎢電極的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置焊絲導(dǎo)電嘴，焊絲穿過(guò)焊絲導(dǎo)電嘴，焊絲及焊絲導(dǎo)電嘴的外部套裝有焊絲導(dǎo)電體，焊絲導(dǎo)電體與焊槍主體之間設(shè)有絕緣隔離層，焊絲導(dǎo)電嘴的中心線與鎢電極中心線相交于一點(diǎn)，且焊絲中心線與鎢電極尖端輪廓線相平行。

所述的鎢電極外側(cè)套裝有高溫絕緣套。

本發(fā)明的焊接方法包括下述步驟：

在焊接件準(zhǔn)備就緒及對(duì)準(zhǔn)鎢極起弧位置后，開(kāi)啟TIG焊電源引燃電弧；在引弧前，需要通過(guò)保護(hù)氣路提前給焊接區(qū)域通入保護(hù)氣體；在排除焊接區(qū)域的空氣后，在鎢極與工件之間施加高頻高壓引燃TIG電弧，當(dāng)TIG電弧燃燒并形成熔池后，開(kāi)始送進(jìn)雙焊絲并啟動(dòng)脈沖MIG焊接電源；在雙焊絲進(jìn)入TIG電弧區(qū)域后，雙焊絲將被TIG電弧加熱熔化，同時(shí)在焊絲端部與工件間將產(chǎn)生MIG脈沖電??；在焊接過(guò)程中，因TIG和MIG電弧電流為同一方向電流產(chǎn)生電磁收縮效應(yīng)而使電弧聚集為一個(gè)整體電弧，而該整體電弧將同時(shí)加熱母材金屬和送進(jìn)的焊絲熔化形成焊接熔池金屬；在焊接停止時(shí)，先關(guān)斷MIG焊槍，焊絲停止送進(jìn)，MIG焊接電流進(jìn)入收弧階段，這時(shí)雙焊絲在TIG電弧的加熱下繼續(xù)熔化并使焊絲干伸長(zhǎng)度變小，而TIG電弧會(huì)繼續(xù)燃燒；當(dāng)進(jìn)一步關(guān)斷TIG焊槍開(kāi)關(guān)后，TIG電弧電流衰減使熔池緩慢冷卻直至最終熄滅。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果如下：

采用復(fù)合電弧加熱，加速了焊絲的熔化，提高了焊接效率，同時(shí)減小了復(fù)合電弧的槍體結(jié)構(gòu)，增加了靈活性，因此很適合于機(jī)器人焊接。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中Tope TIG焊槍結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明復(fù)合電弧槍結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2中，1-焊絲導(dǎo)電體；2-絕緣隔離層；3-高溫絕緣套；4-復(fù)合電??；5-焊絲；6-焊絲導(dǎo)電嘴；7-保護(hù)氣體噴嘴；8-鎢電極；9-TIG焊槍主體；10-鎢極導(dǎo)電夾；11-母材；12-保護(hù)氣體；13-傳統(tǒng)送絲位置。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例

如圖2所示，復(fù)合焊炬，包括TIG焊槍主體9、鎢電極8及保護(hù)氣體噴嘴7，鎢電極8外側(cè)套裝有高溫絕緣套3；鎢電極8的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置焊絲導(dǎo)電嘴6，焊絲5穿過(guò)焊絲導(dǎo)電嘴6，焊絲及焊絲導(dǎo)電嘴的外部套裝有焊絲導(dǎo)電體1，焊絲導(dǎo)電體1與TIG焊槍主體9之間設(shè)有絕緣隔離層2，焊絲導(dǎo)電嘴的中心線與鎢電極中心線相交于一點(diǎn)，且焊絲中心線與鎢電極尖端輪廓線相平行；保證了兩焊絲MIG電弧和TIG電弧形成一個(gè)整體復(fù)合電弧4。

所述的焊槍主體設(shè)有保護(hù)氣體氬氣管路及槍體的水冷結(jié)構(gòu)，以保證焊接過(guò)程的良好保護(hù)和槍體自身的冷卻。為實(shí)現(xiàn)不同直徑的焊絲輸送，需要相應(yīng)地能進(jìn)行焊絲導(dǎo)電嘴6的更換。

本發(fā)明的焊接方法包括下述步驟：

在焊接件準(zhǔn)備就緒及對(duì)準(zhǔn)鎢極起弧位置后，開(kāi)啟TIG焊電源引燃電??；在引弧前，需要通過(guò)保護(hù)氣路提前給焊接區(qū)域通入保護(hù)氣體；在排除焊接區(qū)域的空氣后，在鎢極與工件之間施加高頻高壓引燃TIG電弧，當(dāng)TIG電弧燃燒并形成熔池后，開(kāi)始送進(jìn)雙焊絲并啟動(dòng)脈沖MIG焊接電源；在雙焊絲進(jìn)入TIG電弧區(qū)域后，雙焊絲將被TIG電弧加熱熔化，同時(shí)在焊絲端部與工件間將產(chǎn)生MIG電??；在焊接過(guò)程中，因TIG和MIG電弧電流為同一方向電流產(chǎn)生電磁收縮效應(yīng)而使電弧聚集為一個(gè)整體電弧，而該整體電弧將同時(shí)加熱母材金屬和送進(jìn)的焊絲熔化形成焊接熔池金屬。在焊接停止時(shí)，先關(guān)斷MIG焊槍，焊絲停止送進(jìn)，MIG焊接電流進(jìn)入收弧階段，這時(shí)雙焊絲會(huì)在TIG電弧的加熱下繼續(xù)熔化并使焊絲干伸長(zhǎng)度變小，而TIG電弧會(huì)繼續(xù)燃燒；當(dāng)進(jìn)一步關(guān)斷TIG焊槍后，TIG電弧電流衰減使熔池緩慢冷卻直至最終熄滅。

復(fù)合電弧的維弧是TIG電弧，其供電需采用適合TIG焊接特性的焊接電源；焊絲電弧是脈沖MIG焊，采用適合脈沖的焊接電源。需要兩個(gè)焊接電源的控制都具有4T操作功能，即具有引弧、焊接電流、收弧和停止四個(gè)環(huán)節(jié)及相應(yīng)調(diào)節(jié)。

焊接工藝實(shí)施過(guò)程：

（1）接好焊接電源連線，鎢極接負(fù)極，焊絲接負(fù)極，焊件接正極，形成直流正接法。

（2）接通循環(huán)冷卻水，保證水流正常。

（3）連接好保護(hù)氣體管路，保證氣路密封性良好。

（4）并根據(jù)焊絲直徑選擇導(dǎo)電嘴并正確安裝。

（5）調(diào)整焊絲機(jī)構(gòu)使雙焊絲端部接近鎢極端部。

（6）焊件準(zhǔn)備與組裝，調(diào)整鎢極位置和雙絲的走向及高度，使鎢極端部距離工件表面2～3mm，雙絲可以根據(jù)焊縫的寬度和高度要求確定橫排或縱排。

（7）引燃鎢極電弧后，提升電弧高度到4～6mm左右，然后啟動(dòng)送絲電機(jī)送進(jìn)焊絲，同時(shí)開(kāi)啟脈沖MIG焊接電源進(jìn)行設(shè)定焊接規(guī)范參數(shù)的焊接。

（8）焊接結(jié)束時(shí)，關(guān)斷MIG焊槍開(kāi)關(guān)，焊絲停止送進(jìn)，同時(shí)MIG電弧進(jìn)入收弧衰減階段，當(dāng)焊絲在收弧電流及TIG電弧加熱下干伸長(zhǎng)度變短進(jìn)入熄滅狀態(tài)。在繼續(xù)維持一定時(shí)間后，關(guān)斷TIG焊槍開(kāi)關(guān)，TIG電弧燃燒進(jìn)入收弧階段直至最后電弧熄滅。

復(fù)合電弧焊槍是在TIG焊槍的主體結(jié)構(gòu)上增設(shè)兩個(gè)以鎢極為對(duì)稱中心的送絲導(dǎo)電嘴及相應(yīng)附件，如圖2所示。在焊接時(shí)，高熔點(diǎn)的純鎢材料或鎢合金（鈰物或釷鎢等）和工件產(chǎn)生一個(gè)維弧電弧；兩個(gè)對(duì)稱的導(dǎo)電嘴中則送進(jìn)一定速度的填充焊絲，焊絲與工件間產(chǎn)生熔化極電弧。本發(fā)明的復(fù)合電弧除采用專門的特制焊槍外，還可以采用普通TIG與兩個(gè)MIG焊槍組合實(shí)施，這需要專門夾具將三個(gè)焊槍按照一定角度組合在一起，為實(shí)現(xiàn)組合后的焊槍能夠?qū)崿F(xiàn)三個(gè)電弧集合在一起形成共同電弧和熔池，需要TIG和MIG焊槍的噴嘴采用較大長(zhǎng)徑比。

復(fù)合電弧焊接工藝過(guò)程是在焊接件準(zhǔn)備就緒及對(duì)準(zhǔn)鎢極起弧位置后，開(kāi)啟TIG焊電源引燃電弧。在引弧前，需要通過(guò)保護(hù)氣路提前給焊接區(qū)域通入保護(hù)氣體。在排除焊接區(qū)域的空氣后，在鎢極與工件之間施加高頻高壓引燃TIG電弧，當(dāng)TIG電弧燃燒一定時(shí)間并形成熔池后，開(kāi)始送進(jìn)雙焊絲并啟動(dòng)脈沖MIG焊接電源。在雙焊絲進(jìn)入TIG電弧區(qū)域后，雙焊絲將被TIG電弧加熱熔化，同時(shí)在焊絲端部與工件間將產(chǎn)生MIG電弧。在焊接過(guò)程中，因TIG和MIG電弧電流為同一方向電流產(chǎn)生電磁收縮效應(yīng)而使電弧聚集為一個(gè)整體電弧，而該整體電弧將同時(shí)加熱母材金屬和送進(jìn)的焊絲熔化形成焊接熔池金屬。在焊接停止時(shí)，先關(guān)斷MIG焊槍，焊絲停止送進(jìn)，MIG焊接電流進(jìn)入收弧階段，這時(shí)雙焊絲會(huì)在TIG電弧的加熱下繼續(xù)熔化并使焊絲干伸長(zhǎng)度變小，而TIG電弧會(huì)繼續(xù)燃燒。當(dāng)進(jìn)一步松開(kāi)TIG焊槍開(kāi)關(guān)后，TIG電弧電流衰減使熔池緩慢冷卻直至最終熄滅。

在電弧燃燒時(shí)，鎢極和雙焊絲間互相絕緣且由不同電源供電，雙焊絲是采用可調(diào)參數(shù)的脈沖電源供電，因此焊絲端頭的電位將進(jìn)行著不同變化，在焊絲電弧休止期間，僅有鎢極和工件間產(chǎn)生的TIG電?。幻}沖期間，TIG電弧會(huì)引燃脈沖電弧，焊絲由脈沖電弧和TIG電弧共同加熱后熔化，這樣TIG電弧變?yōu)榫S弧，焊絲產(chǎn)生電弧為脈沖電弧。在焊接過(guò)程中，因TIG和MIG電弧電流為同一方向電流產(chǎn)生電磁收縮效應(yīng)而使電弧聚集為一個(gè)整體電弧，而該整體電弧將同時(shí)加熱母材金屬和送進(jìn)的焊絲熔化形成焊接熔池金屬。由于鎢極和焊絲分別由獨(dú)立電源供電，兩個(gè)MIG電弧間的電流分配是根據(jù)焊絲的熔化情況所決定的電弧長(zhǎng)度進(jìn)行自身協(xié)調(diào)，三個(gè)電弧（兩個(gè)MIG電弧+一個(gè)TIG電?。┊a(chǎn)生的熱量則是疊加在一起共同影響焊絲的熔化和熔池的形成。同時(shí)為避免焊絲與鎢極間形成串聯(lián)電弧，在鎢極干伸長(zhǎng)度上加裝耐高溫絕緣套。而形成這種復(fù)合脈沖電弧的電極基本結(jié)構(gòu)是熔化極+鎢極+熔化極，因此，把這種焊接電弧稱為P-MTM電弧。