果最好。
[0041]优选的，以6mm厚T3紫铜板为例，起弧电流170-190A，焊接电流210-230A，收弧电流170-190A，焊接速度2mm/s，保护气流量10L/min ;以6mm厚7075铝合金板为例，起弧电流150-170A，焊接电流170-190A，收弧电流150-170A，焊接速度3.5mm/s，保护气流量8L/min。
[0042]步骤(2)中，当启动超声波设备的超声电源输出声波后，经换能及超声波变幅杆放大后入射超声波工作频率为15-25KHZ，振幅为20-50 μ m。经过大量实验与分析，得到此工作频率与振幅可以使最终焊接效果达到最好，晶粒最接近圆球状且尺寸最小，综合力学性能最好。
[0043]步骤(2)中，超声变幅杆具有以下运动轨迹:下降(接触角度可调镶块或距离可调垫块施加超声)一抬起(分离)一沿预设路线运动一下降(接触角度可调镶块或距离可调垫块施加超声)。实现声波与焊枪运动轨同时与同步性，保证焊接稳定性。
[0044]本发明的有益效果是:本发明通过专有的超声焊接夹具来改变超声变幅杆的入射角度及施加位置，调节入射纵波及横波的比例、熔池区域的振动参数如振幅、位移、声强及声压，一方面改变晶粒的生长方向，让最后结晶区域的低熔液相排出到熔池表面，不在枝晶间形成裂纹源，延长使用寿命；另一方面，改变晶粒的形态，由粗大树枝晶变为球状晶，提高焊缝力学性能，最终形成组织均匀细密的无热裂纹的焊缝。
[0045]此外，本发明在氩弧焊接过程中，通过水平运动系统中步进电机控制的丝杠来实现超声变幅杆达到以下运动轨迹:下降(接触镶块或垫块施加超声)一抬起(分离)一沿预设路线运动一下降(接触镶块或垫块施加超声)。实现超声变幅杆与焊枪运动轨迹同时与同步性，保证焊接稳定性。
[0046]超声变幅杆与焊枪运动轨迹的同步性同时性控制:首先根据待焊接金属试板尺寸确定相应的焊接速度即焊枪移动速度；根据焊枪移动速度，确定变幅杆抬起后的水平移动速度及垂直下落后的超声施加时间，形成变幅杆水平移动一竖直下落超声施加一竖直抬起，实现焊枪焊接与变幅杆施加超声的同时开始及同时结束。例:焊枪以2mm/s速度起焊。开启超声电源，声波施加4s时间后，滚轴丝杠系统控制变幅杆抬起使之与超声焊接夹具的镶块或垫块分离，以6mm/s的速度沿焊接方向同向水平运动2s后，控制变幅杆落下与镶块或垫块接触继续施加超声，施加时间4s，以此类推。实现变幅杆与焊枪同步性及同时性。
[0047]本发明能有效的解决有色金属如铜合金、铝合金熔焊时热裂纹严重的问题，并且能有效改变结晶方向、球化细化晶粒，改善焊缝金属力学性能。本发明工艺适应性强，稳定性好，实用性广，对各种易出现热裂纹的合金焊接也具有良好的改善效果。该方法具有焊接过程稳定，成型效率高，操作简单的优点。
【附图说明】
[0048]图1是本发明中超声焊接夹具的结构示意图；
[0049]图2是本发明中超声随动系统的结构示意图；
[0050]图3为不采用超声辅助条件下钨极氩弧焊接T3铜板的晶粒形态及热裂纹；
[0051]图4为本发明采用超声辅助条件下钨极氩弧焊接T3铜板的晶粒形态；
[0052]图5a、图5b、图5c和图5d为采用本发明中可调角度及厚度夹具时焊缝微观组织。
[0053]图6a、图6b和图6c为采用本发明中可调角度及厚度夹具时焊缝力学性能。
[0054]其中，1-1、角度可调镶块，1-2、距离可调垫块，1-3、高度可调压块，1_4、工件，1_5、底座，1、超声随动系统底座，2、第一步进电机，3、第一滚珠丝杠，4、第一导柱，5、第一联轴器，6、第一丝杠螺母，7、第一导柱底座，8、第二步进电机，9、第二滚珠丝杠，10、第二导柱，11、第二联轴器，12、第二丝杠螺母，13、第二导柱底座，14、U型连接件，15、削边套筒块，16、超声变幅杆。
【具体实施方式】
[0055]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0056]实施例1
[0057]如图1和2所示，一种声源入射角度及位置可调的超声辅助氩弧焊辅助装置，包括超声焊接夹具和超声随动系统。
[0058]其中，所述超声焊接夹具包括一具有斜面的角度可调镶块1-1、距离可调垫块1-2、高度可调压块1-3和底座1-5，所述夹具用于超声辅助钨极氩弧熔焊并且声源角度及位置可调的焊接。
[0059]所述角度可调镶块1-1的竖直面与距离可调垫块1-2的第一侧面活动连接，具体的连接方式为:角度可调镶块1-1的竖直面设有燕尾型凹槽，距离可调垫块1-2的第一侧面设有与燕尾型凹槽相配合连接的凸型燕尾块，从而实现角度可调镶块1-1的固定。角度可调镶块1-1的斜面与超声波辅助系统的变幅杆接触，通过更换不同角度的镶块，实现超声波入射角度的改变。
[0060]所述距离可调垫块1-2的第一侧面的相对面的上部分与高度可调压块1-3活动连接，具体的连接方式为:所述距离可调垫块1-2的第一侧面的相对面设有燕尾型凹槽，高度可调压块1-3的侧面设有与燕尾型凹槽相配合连接的凸型燕尾块，凸型燕尾块在距离可调垫块2内燕尾型槽内上下滑动。
[0061]所述距离可调垫块1-2的第一侧面的相对面的下部分活动连接底座1-5，高度可调压块1-3的底表面与底座1-5的上表面设有放置待焊接工件1-4的空隙。
[0062]所述超声随动系统，包括水平运动系统、竖直运动系统和超声随动系统底座I。所述竖直运动系统设置在超声随动系统底座I上。所述水平运动系统的轴线和竖直运动系统的轴线相互垂直。
[0063]所述水平运动系统包括第一步进电机2、第一滚珠丝杠3、第一导柱4、第一联轴器5，第一丝杠螺母6、第一导柱底座7，其中，第一步进电机2通过第一联轴器5与第一滚珠丝杠3的一端连接，第一滚珠丝杠3上设有第一丝杠螺母6，第一丝杠螺母6能随着第一滚珠丝杠3的旋转而水平运动；第一滚珠丝杠3的另一端与第一导柱底座7连接，所述第一导柱4固定在第一联轴器5之间。
[0064]所述竖直运动系统包括第二步进电机8、第二滚珠丝杠9、第二导柱10、第二联轴器11，第二丝杠螺母12、第二导柱底座13，其中，第二步进电机8通过第二联轴器11与第二滚珠丝杠9的一端连接，第二滚珠丝杠9上设有第二丝杠螺母12，第二丝杠螺母12能随着第二滚珠丝杠9的旋转而上下垂直运动；第二滚珠丝杠9的另一端与第二导柱底座13连接，所述第二导柱10固定在第二联轴器11之间。
[0065]所述第二导柱10的外侧固定在超声随动系统底座I上，从而实现随动系统的固定。
[0066]所述第一导柱4外侧的一端固定在第二丝杠螺母6上，当第二丝杠螺母6上下垂直运动时，水平运动系统也随着第二丝杠螺母6作上下垂直运动。
[0067]所述第一丝杠螺母6还与U型连接件14连接，U型连接件14的两侧设有螺孔，通过螺孔以及紧固螺栓连接有削边套筒块15。削边套筒块15径向设有顶丝，顶丝夹紧超声变幅杆16。通过调节紧固螺栓，削边套筒块15能在U型连接件14内转动，从而调节超声变幅杆对夹具或工件的施加角度。
[0068]所述第一步进电机2和第二步进电机8还连接控制系统，控制系统控制步进电机的运行方式。
[0069]实施例2
[0070]采用上述辅助装置，对待焊接有色金属板为180*100*6mm紫铜板进行超声辅助钨极氩弧焊接，其焊接步骤如下:
[0071](I)将紫铜板开V型坡口，采用超声焊接夹具夹持紫铜板，使得紫铜板非坡口侧面与超声焊接夹具的底座1-5紧密刚性接触，如图1所示。然后将紫铜板与超声焊接夹具固定在焊接平台上。
[0072](2)更换角度可调镶块1-1，所述角度可调镶块1-1的斜面与其底表面的角度为90°，使声波以横波形式入射，距离可调垫块1-2的厚度取10mm，然后采用U形夹具固定，实现超声焊接夹具的上下面及侧面与紫铜板紧密刚性接触。
[0073](3)将超声变幅杆16装夹在超声随动系统上，调整焊接夹具的高度使超声变幅杆16末端与超声焊接夹具中的角度可调镶块1-1的斜面完全接触。
[0074]完全接触是指超声变幅杆16末端端部表面与可调角度镶块1-1的斜面完全接触，即超声变幅杆16与斜面相垂直。
[0075](4)启动钨极氩弧焊机电源，焊枪引弧，待电弧稳定后，启动超声电源输出声波，焊枪以2mm/s速度起焊，起弧电流180A，焊接电流220A，收弧电流180A，焊接速度2mm/s，保护气流量10L/min。超声电源的工作功率为1500W、经换能及超声波变幅杆放大后入射超声波工作频率为20kHz，振幅为20 μπι，声波施加2s时间后，运动系统中的丝杠控制超声变幅杆16抬起使之与角度可调镶块1-1分离，以6mm/s的速度沿焊接方向同向水平运动2s后，控制超声变幅杆16落下与角度可调镶块1-1接触继续施加超声，施加时间为4s，以此类推，实现超声变幅杆16与焊枪同步性及同时性。
[0076](5)焊至工件尾部收弧，关闭焊机电源，抬起超声变幅杆16，停止超声作用关闭超声电源。
[0077]焊接效果见图5d和图6a、图6b和图6c。
[0078]实施例3
[0079]采用上述辅助装置，对待焊接有色金属板为180*100*6mm的紫铜板进行超声辅助钨极氩弧焊接，其焊接步骤如下:
[0080](I)将紫铜板开V型坡口，采用超声焊接夹具夹持紫铜板，使得紫铜板非坡口侧面与超声焊接夹具的底座1-5紧密刚性接触，如图1所示。然后将紫铜板与超声焊接夹具固定在焊接平台上。