双电弧与冷丝脉冲复合焊接的三丝焊枪及焊接系统和方法_2

文档序号:8308643阅读:来源:国知局
述第一引导焊丝以及所述第二引导焊丝与所述焊枪主体轴线方向的夹 角为3-10°,沿焊接方向所述冷丝导电管设置在所述第一引导焊丝导电管以及所述第二引 导焊丝导电管的后方。
[0024] 所述第一引导焊丝与所述第二引导焊丝在工件表面的投影点之间的距离为12mm。
[0025] 所述冷丝导电管、所述第一引导焊丝以及所述第二引导焊丝与所述焊枪主体轴线 方向的夹角为7°。
[0026] 双电弧与冷丝脉冲复合焊接系统,所述系统中采用上述将第一引导焊丝、第二引 导焊丝以及冷丝集成在一起的三丝焊枪,所述第一引导焊丝、所述第二引导焊丝以及所述 冷丝彼此间绝缘,环列分布在同一圆周上,所述第一引导焊丝、所述第二引导焊丝以及所述 冷丝在工件表面上的投影点为等边三角形的三个顶点,所述第一引导焊丝和所述第二引导 焊丝之间、所述第一引导焊丝与所述冷丝之间以及所述第二引导焊丝与所述冷丝之间投影 点之间的距离L(导电嘴中央的距离)为10-15mm,所述第一引导焊丝以及所述第二引导焊 丝以及所述冷丝向所述三丝焊枪的焊枪主体轴线聚拢,且与所述焊枪主体轴线方向的夹角 为3-10°,所述第一引导焊丝与所述第二引导焊丝分别与第一焊接电源(即附图中的焊接 电源1)和第二焊接电源(即附图中的焊接电源2)相连,所述冷丝与送丝机相连。
[0027] 所述第一引导焊丝和所述第二引导焊丝之间、所述第一引导焊丝与所述冷丝之间 以及所述第二引导焊丝与所述冷丝之间投影点之间的距离L(导电嘴中央的距离)为12mm。
[0028] 所述第一引导焊丝以及所述第二引导焊丝以及所述冷丝向所述三丝焊枪的焊枪 主体轴线聚拢,且与所述焊枪主体轴线方向的夹角为7°。
[0029] 使用上述焊接系统进行焊接时,第一引导焊丝、第二引导焊丝以及冷丝在工件表 面上的投影点所组成的等边三角形位于熔池中,且沿焊接方向所述冷丝设置在所述第一引 导焊丝以及所述第二引导焊丝的后方,根据所述第一引导焊丝和所述第二引导焊丝上脉冲 电流的不同相位关系,可以分为三种情况:
[0030] 情况1,所述第一引导焊丝和所述第二引导焊丝(直径可选择I. 2mm)采用电流相 位相同的脉冲焊接电流,Ip I2脉宽比一样,脉宽比的数值变化范围在20%~50%之间。I i 和I2之间的脉冲相位差为0°,冷丝不通电直接送入熔池中;
[0031] 情况2,所述第一引导焊丝和所述第二引导焊丝(直径可选择1.2mm)采用电流相 位相反的脉冲焊接电流,Ip I2脉宽比一样,脉宽比的数值变化范围在20%~50%之间。I i 和I2之间的脉冲相位差为180° (0-180° ),冷丝不通电直接送入熔池中;
[0032] 情况3,所述第一引导焊丝和所述第二引导焊丝(直径可选择I. 2mm)采用恒流模 式,第一引导焊丝、2采用极性相反的接线模式,可以减小在大电流的情况下,电弧之间的彼 此干扰,有利于焊接过程稳定进行,冷丝不通电直接送入熔池中。
[0033] 所述第一引导焊丝、所述第二引导焊丝以及所述冷丝各自接一套冷却系统,所述 第一引导焊丝、所述第二引导焊丝以及所述冷丝均配有各自的保护气体及水冷通道。但所 述第一引导焊丝以及所述第二引导焊丝各自连接一套送丝系统和焊接电源,且两台焊接电 源之间通过控制线相连接,实现所述第一引导焊丝以及所述第二引导焊丝间的不同脉冲相 位控制。所述冷丝则独自连接一套送丝系统,直接送入熔池中。所述焊接电源的两极分别 与焊丝送丝机构和待焊工件相连。
[0034] 在焊接系统中还可以包括电流传感器和电压传感器,用于测量焊接电源输出的电 流和电压信号。
[0035] 在焊接时,首先将焊接电源的两极分别与焊丝和待焊工件相连;其次分别设置第 一引导焊丝、2的预设电压值、预设电流值、焊接速度及冷丝的送丝速度,并在主焊接电源的 控制面板对两台焊机的工作模式、输出脉冲电流相位关系进行设置;最后,施焊。其中
[0036] 所述第一引导焊丝和所述第二引导焊丝的预设电压为18-32V。
[0037] 所述第一引导焊丝和所述第二引导焊丝的预设电流为80A-220A。
[0038] 所述焊接速度为0. 4-1. 2m/min。
[0039] 所述冷丝送丝速度为0· 8-2. 2m/min。
[0040] 所述脉冲电流相位差为:0° -180°。
[0041] 上述三丝焊枪、焊接系统及方法在气体保护焊或者埋弧焊中的应用。
[0042] 本发明的有益效果为:
[0043] 1.与传统的双丝MIG焊相比,双电弧与冷丝复合焊通过冷丝的加入很大程度上 增加了焊接熔敷率,可以使熔宽增加40 %~85 %,熔深增加8 %~20 %,余高增加10 %~ 25%〇
[0044] 2.与传统的双丝MIG焊相比,双电弧与冷丝MAG焊的焊接过程稳定性的到改善,冷 丝在焊接过程中起到了镇定熔池,增加熔池粘度,从而减小了由于高能量输入引起熔池剧 烈翻滚,增加了焊接过程的稳定性。同时冷丝的加入还起到了降低焊接热输入的作用,实现 了焊接效率与焊接质量同时兼顾。
[0045] 3.通过控制两个电弧之间的相位关系,实现了两个电弧之间的相互通信,降低了 焊接过程中出现两电弧干扰的几率,实现了稳定焊接过程。
【附图说明】
[0046] 图1是本发明方法的焊丝空间位置示意图(I),在XOY面的投影关系,?为焊丝的 投影,L为在导电嘴端部平面中,第一引导焊丝和第二引导焊丝所在导电嘴之间的距离;
[0047] 图2是本发明方法的焊丝空间位置示意图(2),在ZOY面的投影关系;
[0048] 图3是本发明方法的焊丝空间位置示意图(3),第一引导焊丝、2重合,只显示第一 引导焊丝,在ZOX面的投影关系;
[0049] 图4是本发明中焊接电流波形图(1),其中I1S第一引导焊丝的焊接电流,1 2为第 二引导焊丝的焊接电流;
[0050] 图5是本发明中焊接电流波形图(2),其中1为第一引导焊丝的焊接电流,12为第 二引导焊丝的焊接电流;
[0051] 图6是本发明中焊接电流波形图(3),其中1为第一引导焊丝的焊接电流,12为第 二引导焊丝的焊接电流;
[0052] 图7是本发明系统的立体结构示意图。
【具体实施方式】
[0053] 下面通过具体的实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。
[0054] 双电弧与冷丝脉冲复合焊接三丝焊枪,包括焊枪主体、第一引导焊丝导电管、第一 引导焊丝导电嘴、第二引导焊丝导电管、第二引导焊丝导电嘴、冷丝导电管、冷丝导电嘴、第 一引导焊丝、第二引导焊丝以及冷丝,焊枪主体内设置有第一引导焊丝导电管、第二引导焊 丝导电管以及冷丝导电管,第一引导焊丝导电管与第一引导焊丝导电嘴相连,第二引导焊 丝导电管与第二引导焊丝导电嘴相连,导电管内设置有焊丝,冷丝导电管与冷丝导电嘴相 连,第一引导焊丝设置在第一引导焊丝导电管内,第二引导焊丝设置在第二引导焊丝导电 管内,冷丝设置在冷丝导电管内,冷丝导电管与第一引导焊丝以及第二引导焊丝在工件表 面的投影点为等边三角形的三个顶点,第一引导焊丝与第二引导焊丝在工件表面的投影点 之间的距离为l〇-15mm,冷丝导电管、第一引导焊丝以及第二引导焊丝与焊枪主体轴线方向 的夹角为3-10°,沿焊接方向冷丝导电管设置在第一引导焊丝导电管以及第二引导焊丝导 电管的后方。
[0055] 第一引导焊丝与第二引导焊丝在工件表面的投影点之间的距离为12mm。
[0056] 冷丝导电管、第一引导焊丝以及第二引导焊丝与焊枪主体轴线方向的夹角为7°。
[0057] 双电弧与冷丝脉冲复合焊接系统及方法,如图1至3所示,系统中采用上述将第一 引导焊丝、第二引导焊丝以及冷丝集成在一起的三丝焊枪,第一引导焊丝、第二引导焊丝以 及冷丝彼此间绝缘,环列分布在同
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