一种滚动式超声电弧复合焊接装置的制作方法

本发明涉及电弧焊接和电弧冶炼领域，具体涉及一种超声电弧复合焊接装置。

背景技术：

电弧焊是通过焊枪将气体(如惰性气体氩和氮)转换为等离子高焓气体并作为热源的冶炼连接方法，目前世界主要工业国家生产的焊接结构占钢产量的50％-60％，弧焊是应用最为广泛的方法，随着现代工业生产技术的发展，超声波在材料加工领域应用越来越广泛，相继出现了多种超声波与焊接相结合的方式，在一定程度上提高了焊接质量和生产效率，增强了焊接的适应性。但是非接触式的超声波辅助电弧焊对工件焊接影响较小，且此方式在传输过程中经过空气、待焊工件表面的油污、杂质等过程中会有损耗，降低其振动效果，减弱辅助效应。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

技术实现要素：

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种滚动式超声电弧复合焊接装置，其包括超声波装置和电弧焊装置，其特征在于，所述超声波装置包括超声换能器、超声变幅杆和超声滚轮，所述超声滚轮将所述超声换能器产生的高频振动，经过所述超声变幅杆传递给待焊工件；所述电弧焊装置包括电弧焊枪，所述电弧焊枪与所述超声波装置相连接，所述超声滚轮带着所述电弧焊枪沿着焊缝移动，在所述电弧焊枪进行焊接的同时促使待焊工件产生高频振动，使焊接区域晶粒细化，改善焊缝组织和力学性能；所述超声换能器与所述超声变幅杆直接相连。

较佳的，所述电弧焊装置还包括定位及夹紧装置，所述定位及夹紧装置将所述电弧焊枪夹持在所述超声波装置上，调整所述定位及夹紧装置能够调整所述超声波装置和所述电弧焊枪之间的相对位置与角度。

较佳的，其还包括送丝机构，所述送丝机构与所述电弧焊枪电连接，并为所述电弧焊枪传送焊丝，所述电弧焊枪夹持焊丝将其融化焊接工件。

较佳的，其还包括弧焊保护气装置，所述弧焊保护气装置与所述电弧焊枪电连接，并为所述电弧焊枪传送保护气，提高焊接质量。

较佳的，所述超声滚轮的表面设置有突起的齿，能够增大所述超声滚轮与待焊工件之间的摩擦系数，提高超声波能量的传递效率。

较佳的，电弧焊接和超声波振动对待焊工件的实施顺序能够根据实际需要进行更换。

较佳的，所述超声滚轮数量若干，两个所述超声滚轮之间的间距能够根据焊缝的大小和实际需要进行调节。

较佳的，所述电弧焊枪的喷嘴采用熔化极电弧焊，采用熔化极电弧焊时通过所述送丝机构进行送丝，通过所述弧焊保护气装置输送保护气体。

较佳的，所述电弧焊枪的喷嘴采用非熔化极电弧焊，采用非熔化极电弧焊时，不需要所述送丝机构和所述弧焊保护气装置。

与现有技术比较本发明的有益效果在于：通过超声滚轮将超声换能器产生的高频振动，经过超声变幅杆传递给待焊工件，使电弧焊沿着焊缝进行焊接的同时，使待焊工件产生高频振动，焊接区域晶粒得到细化，改善了焊缝组织和力学性能，提高了焊接效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明各实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明实施例一的一种滚动式超声电弧复合焊接装置的结构图；

图2为本发明实施例二的一种滚动式超声电弧复合焊接装置的局部结构图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

实施例一

图1为一种滚动式超声电弧复合焊接装置，其包括超声波装置1、电弧焊装置2、送丝机构和弧焊保护气装置；

超声波装置1包括超声换能器11、超声变幅杆12、两个超声滚轮13和超声电源14；超声换能器11与超声变幅杆12直接相连，两个超声滚轮13通过一轴连接在一起，超声变幅杆12与连接两个超声滚轮13的轴直接相连；超声换能器11通过压电效应将超声电源14提供的电能转换为机械振动能，并通过超声变幅杆12进行放大，获得一定幅度的高频振动，再通过可以转动的超声波滚轮13传递给待焊工件，超声波电源14通过导管及导线15与超声换能器11相连；

电弧焊装置2包括电弧焊枪21、焊接电源22和定位及紧固夹具23；焊接电源22与电弧焊枪21电连接，并为电弧焊枪21提供电极，定位及紧固夹具23将电弧焊枪21夹持在超声波装置1上，并通过调整定位及紧固夹具23调整电弧焊枪21和超声波装置1两者之间的角度和相对位置；

送丝机构3和弧焊保护气装置4分别与电弧焊枪21电连接，为电弧焊枪21提供焊丝和保护气，电弧焊枪21在焊接电源22供电的情况下夹持送丝机构4传送的焊丝，并将其融化焊接；弧焊保护气装置4传送的保护气可以抑制周围空气中的活性气体进入焊接熔池以避免产生气孔、缩松等焊接缺陷；

电弧焊枪21的喷嘴采用熔化极电弧焊，采用熔化极电弧焊时可通过送丝机构3进行送丝，弧焊保护气装置4输送保护气体。

电弧焊枪21进行焊接的同时，超声波滚轮13带着电弧焊枪21沿着焊缝向前滚动并促使待焊工件的焊接熔池内产生高频振动，使焊接区域晶粒细化，改善焊缝组织和力学性能。

本实施例通过超声滚轮将超声换能器产生的高频振动，经过超声变幅杆传递给待焊工件，使电弧焊沿着焊缝进行焊接的同时，使待焊工件产生高频振动，焊接区域晶粒得到细化，改善了焊缝组织和力学性能，提高了焊接效果。

实施例二

如上所述的滚动式超声电弧复合焊接装置，本实施例与其不同之处在于：图2所示的超声滚轮13的表面设置有突起的齿，可以增大超声滚轮13与工件之间的摩擦系数，提高超声波能量的传递效率，齿的形状、宽度和深度可根据不同工件表面的情况分别进行重新加工或者更换。

实施例三

如上所述的滚动式超声电弧复合焊接装置，本实施例与其不同之处在于：超声滚轮的数量为一个或多个，轮子数量可以根据实际情况进行改变，超声滚轮的数量为两个或多个时，超声滚轮的间距能够根据焊缝的大小和实际需要进行调节，轮子位置也可以根据实际情况进行改变。

实施例四

如上所述的滚动式超声电弧复合焊接装置，本实施例与其不同之处在于：超声波振动和电弧焊接对待焊工件实施的先后顺序可根据实际需要进行更换，可先进行电弧焊接再进行超声波振动，也可对工件先进行超声波振动再进行电弧焊接，这样拓宽了该装置的使用范围。

实施例五

如上所述的滚动式超声电弧复合焊接装置，本实施例与其不同之处在于：电弧焊枪21的喷嘴采用熔化极电弧焊，采用熔化极电弧焊时可通过送丝机构6进行送丝，保护气装置7输送保护气体

实施例六

如上所述的滚动式超声电弧复合焊接装置，本实施例与其不同之处在于：电弧焊枪21的喷嘴采用非熔化极电弧焊，采用非熔化极电弧焊时，不需要送丝机构3和弧焊保护气装置4，在电弧焊枪21的喷嘴内固定钨棒等电极材料，这样节省了成本，增大了滚动式超声电弧复合焊接装置的布局空间。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。