一步拓宽变极性等离子弧焊接技术的可焊厚度和工艺区间，并为增加焊接过程中的可控性和等离子弧的工艺性提供一种新的控制手段。
【附图说明】
[0018]图1是本焊接方法实施装置的示意图
[0019]图2是本焊接方法所需的气流调制波形
[0020]图中:1、变极性等离子焊接电源及控制系统，2、焊接电缆A，3、等离子焊枪，4、离子气管路，5、保护气管路，6、保护气瓶，7、离子气瓶，8、工件，9、焊接电缆B，10、焊接电弧，11、气体质量流量控制器，12、气流波形控制器，13、离子气控制执行单元，14、高频电磁阀
【具体实施方式】
[0021]以下参考附图具体的说明本发明的实施方式。图1所示为本焊接方法实施装置的示意图，图2为本焊接方法所需的气流调制波形，该气流波形调制变极性等离子焊接方法主要调制的是离子气流量，焊枪的保护气路和水路都与普通变极性等离子焊接相同，所以不再进行说明。
[0022]结合图1和图2对此焊接方法的具体实施步骤进行详细说明:
[0023]步骤一:焊接前，将待焊工件的待焊部位打磨、清洗后，将其固定于焊接工装夹具上;
[0024]步骤二:按照图1所示，进行电路、气路的连接，使等离子焊枪垂直至于待焊部位上部，并将气流波形控制器、离子气控制执行单元接入系统中；
[0025]步骤三:设定焊接工艺参数:焊接电流30?500A，焊接速度0.1?0.3m/min，弧高2?8mm，保护气流量12?20L/min，离子气流量1.5?4.5L/min，正极性时间I?99ms，反极性时间I?99ms ；
[0026]步骤四:选取变极性电流波形单个周期中的时间节点以设定气流波形控制器中的关键时间点Wt6和19，其中ti超前于12位置0.1?5ms ；t 4超前于15位置0.1?2ms ；t6超前于17位置0.1?2ms，并保证14t6段时间大于二分之一的15t7段时间；t 9超前于110位置0.1?2ms ；
[0027]步骤五:根据步骤四，通过一组离子气控制执行单元，使得段将一条气路开通，在^t4段两条气路关闭，在t 4t6段两条气路开通，在t 6t9段两条气路关闭，循环往复；
[0028]步骤六:在设置焊接工艺参数完成后，开启保护气阀门、离子气阀门、焊接电源、开启焊接电源、气流波形控制器、离子气控制执行单元，进行焊接，直至完成工件的焊接。
[0029]实施例1
[0030]本实施例的一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，具体操作如下
[0031]步骤一:焊接前，将待焊工件(4_厚铝合金)的待焊部位打磨、清洗后，将其固定于焊接工装夹具上；
[0032]步骤二:按照图1所示，进行电路、气路的连接，使等离子焊枪垂直至于待焊部位上部，并将气流波形控制器、离子气控制执行单元接入系统中；
[0033]步骤三:设定焊接工艺参数:焊接电流80/120A，焊接速度0.lm/min，弧高4mm，保护气流量18L/min，离子气流量3L/min和4L/min，保护气和离子气均选用99.99%的氩气，正反极性时间比例21ms:4ms ；
[0034]步骤四:选取变极性电流波形单个周期中的时间节点以设定气流波形控制器中的关键时间点h、t4> 1:6和19，其中h超前于12位置4ms ；t 4超前于15位置Ims ；t 6超前于17位置Ims以保证t4t6段时间大于二分之一的15t7段时间；t 9超前于11(|位置Ims ;
[0035]步骤五:根据步骤四，通过一组离子气控制执行单元，使得^t1段将一条气路开通使离子气流量为3L/min，在ht4段两条气路关闭，在14t6段两条气路开通使离子气流量为4L/min，在t6t9段两条气路关闭，循环往复；
[0036]步骤六:在设置焊接工艺参数完成后，开启保护气阀门、离子气阀门、焊接电源、开启焊接电源(变极性等离子电源)、气流波形控制器、离子气控制执行单元，进行焊接，直至完成工件的焊接。
[0037]本实施例显著提高了焊接过程的稳定性和工艺裕度。
【主权项】
1.一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，其特征在于:该方法是按照如下步骤进行: (1)由变极性等离子焊接电源及控制系统(I)输出焊接过程中的变极性电流波形； (2)气流波形控制器(12)检测由变极性等离子弧焊接电源及控制系统(I)输出的变极性电流波形，获得变极性等离子弧焊接过程中包括正极性阶段^t2、正极性过零段t2t5、负极性阶段t5t7、负极性过零段t7t1(l在内的不同阶段特征时间点，作为气流波形控制器(12)进行离子气流波形控制的依据； (3)由气流波形控制器(12)根据获得的变极性电流在不同阶段的特征时间点产生气体流量控制信号供给安装在等离子弧焊枪(3)内部离子气通路中的离子气控制执行单元(13)，实现变极性等离子弧焊接过程中包括正极性阶段^t2、正极性过零段t2t5、负极性阶段t5t7、负极性过零段t7t1(l在内的不同阶段的离子气流量控制。
2.根据权利要求1所述的一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，其特征在于:变极性等离子弧焊接电源及控制系统(I)能够模拟输出与实际焊接过程一致的电流波形或等比例的缩小的数字信号供气流波形控制器(12)检测。
3.根据权利要求1所述的一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，其特征在于:气流波形控制器(12)具有显示离子气流量波形、当前离子气流量和预设离子气流量的功能，能够输出信号供给安装在等离子焊枪(3)上的离子气控制执行单元(13)，来实现对变极性等离子弧焊接过程中包括正极性阶段^t2、正极性过零段t2t5、负极性阶段t5t7、负极性过零段t7t1(l在内的不同阶段在内不同阶段的离子气流量控制。
4.根据权利要求1所述的一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，其特征在于:在等离子焊枪(3)上并联安装两组离子气控制执行单元(13)，每组离子气控制执行单元分别由串联安装的气体质量流量控制器(11)和高频电磁阀(14)组成。
5.根据权利要求4所述的一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，其特征在于:所述气体质量流量控制器(13)的气体流量调节范围为0-20L/min ;所述高频电磁阀(14)的响应时间为0.01-2ms，切换频率为50-1000Hz。
6.根据权利要求1所述的一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，其特征在于:两个气体质量流量控制器分别将各自气体通路的离子气流量设置为0.5?10L/min，并在焊接过程中保持不变。
7.根据权利要求1所述的一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，其特征在于:在变极性电流波形的单个周期中选取时间节点t1、t4、〖6和t9，其中超前于t2位置0.1?5ms ;t4超前于15位置0.1?2ms ；t 6超前于17位置0.1?2ms并保证14t6段时间大于二分之一的t5t7段时间；t 9超前于t 10位置0.1?2ms ο
8.根据权利要求1所述的一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，其特征在于:步骤(3)中在t山段通过气流波形控制器(12)控制一组离子气控制执行单元将一条气路开通；在^t4段通过气流波形控制器(12)控制一组离子气控制执行单元将两条气路关闭；在t4t6段通过气流波形控制器(12)控制一组离子气控制执行单元将两条气路开通；在〖#9段通过气流波形控制器(12)控制一组离子气控制执行单元将两条气路关闭。
9.根据权利要求8所述的一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，其特征在于:在变极性等离子弧焊接过程中，正常焊接阶段的每个电流周期均执行步骤(3)所述的控制过程，直至收弧，结束焊接过程。
10.根据权利要求1所述的一种气流波形调制变极性等离子焊接方法，其特征在于:所述离子气为惰性气体。
【专利摘要】气流波形调制变极性等离子焊接方法，属于焊接方法领域。本发明在常规的等离子弧焊接装置中加入气流波形控制器和离子气控制执行单元，通过对离子气控制执行单元的控制实现焊接过程中离子气流量的波形输出。使离子气流量与变极性等离子焊接过程中的电流协同变化，从而实现对焊接过程及穿孔的稳定性控制。这种焊接方法不仅极大的提高了变极性等离子穿孔及焊接过程中的稳定性，而且通过这种稳定性的提高，有利于增强焊缝的质量。
【IPC分类】B23K10-02
【公开号】CN104858538
【申请号】CN201510219622
【发明人】蒋凡, 张瑞英, 陈树君, 肖珺, 闫朝阳, 管金栋
【申请人】北京工业大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月3日