一种磁控等离子体的焊接方法及焊接装置与流程

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种磁控等离子体的焊接方法及焊接装置。

背景技术：

随着电力电子技术的飞速发展，焊接技术也日新月异。然而，在焊接领域，始终有若干技术难题，几十年来得不到解决，也没有任何进展。其中之一就是磁控等离子体焊接技术，该技术对于焊接超厚的钢板或其它金属材质，以及焊接包括铜板在内的各种高导热率的金属，具备其它焊接方法无法达到的焊接效果。同时，该技术对于改进焊缝质量，提升焊接效率，有着非常显著的效果。

为解决该难题，国内外专家学者穷尽了各种方法，但是，大家无形中都陷入一种固定的思维模式：要使等离子体能量高度集中，并具备强大纵向运动动能的特性，必须产生很强的纵向磁场，而为了产生强磁场，又必须在通电线圈中加入高磁导率的磁性材料。但是，在加入了磁性材料后，通电线圈的磁场绝大部分被约束在磁性材料内部，真正用来约束纵向运动的等离子体的磁场反而大为减弱，根本就达不到预期效果。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种磁控等离子体的焊接方法。本发明开创性地去掉了附加在通电线圈上的磁环，通过加大电流的方式来加大通电线圈的纵向磁场，从而取得了意想不到的效果。

本发明提出的一种磁控等离子体的焊接方法，在焊枪和焊接工件之间增加沿焊枪方向的纵向磁场。

优选的，所述纵向磁场由连通电源的金属环形成。

优选的，所述电源包括直流电源或交流电源。

优选的，所述电源的电流为100-20000a。

优选的，所述金属环为中空结构，中空结构连通水源。

优选的，所述金属环为单圈金属环或双圈金属环。

本发明还提供一种应用本发明磁控等离子体的焊接方法的焊接装置，所述焊接装置包括焊枪，所述焊枪体的前端固定有通电空心金属环。

所述焊枪包括各种类型的焊枪，例如各种气体保护焊焊枪：氩弧焊焊枪、二氧化碳气体保护焊接焊枪和非气体保护焊焊枪。

所述空心金属环还连通水源。

所述空心金属环设有进水口和出水口。

所述空心金属环采用的金属能够产生磁场，例如金、银、铜或其合金等。

本发明的有益效果是：

在焊接中的电弧具有自动寻找阳极的特性，因此现有的各种焊接方法，例如对于高深度焊缝的超厚不锈钢钢板(厚度为6到15mm)，普通氩弧焊机无法焊接，只能在焊缝的表面形成焊接效果，焊缝的中部和底部焊接电弧无法进入，只能焊接6mm以下钢板，因此无法达到良好的焊接效果。本发明的方法，在焊枪附近增加一个通有电流的金属环，在金属环中心可以产生超强的纵向磁场。电弧在纵向磁场的约束下，产生了剧烈的收缩效果，电弧的电场强度显著增强，从而具备了强大的纵向穿透能力。加入通电金属环后，可以焊接6到15mm厚不锈钢钢板，因此，在焊枪和焊接工件之间加入纵向磁场，能够轻松焊接高厚度板材料或其它焊接困难的特殊金属材料。并且，在通电线圈交变电流的作用下，还具备了对焊接工件焊接前预热，焊接后热处理的功能，焊缝成型质量明显提高。

附图说明

图1为应用本发明磁控等离子体的焊接方法的焊接装置的整体结构示意图；

图2为应用本发明磁控等离子体的焊接方法的焊接装置的剖面结构示意图；

图中：1钨极氩弧焊枪体、2涨套、3锥套、4第一密封圈、5第二密封圈、6冷却枪头、7中空结构、8进水口、9出水口、10-第一接线柱连接孔、11-第二接线柱连接孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。

实施例

本实施例提出的一种磁控等离子体的焊接方法，在焊枪和焊接工件之间增加沿焊枪方向的纵向磁场。

本实施例中沿焊枪方向的纵向磁场的同时可以有其他方向的弱磁场的存在，只要不影响纵向磁场对电弧的收缩效果。

本实施例中所采用的沿焊枪方向的纵向磁场由连通电源的金属环形成，该电源可以为直流电源，也可以为交流电源。该电源的电流为100-20000a，具体根据焊接工件的材质以及焊接厚度决定电源电流的大小，焊接稍微薄的工件可以选择几百安培的电流，焊接难度大或者焊接厚度厚的可以选择几千甚至上万安培的电流。

本实施例为了增加电弧的收缩效果，提高焊接效果，该金属环采用中空结构，而且中空结构连通水源，即中空结构的金属环设有进水口和出水口，且水在中空结构中一直处于流动状态。

根据所焊接工件的焊接效果的需要，金属环可以采用单圈金属环或双圈金属环，以达到最佳焊接效果为目的。

参考图1-2，本实施例中提出了一种应用本发明磁控等离子体的焊接方法的焊接装置，所述装置包括氩弧焊枪，所述氩弧焊枪包括钨极氩弧焊枪体1、涨套2、锥套3和冷却枪头6，冷却枪头即空心金属环具有中空结构7，冷却枪头6上设有与中空结构连通的进水口8和出水口9，冷却枪头6通过螺钉与锥套3连接并固定在钨极氩弧焊枪体1上，锥套3与钨极氩弧焊枪体1之间还设有涨套2，涨套2嵌入到锥套和钨极氩弧焊枪体1之间，使其连接更稳固。冷却枪头6余锥套连接处上还设有第一接线柱连接孔和第二接线柱连接孔，用于与直流电源和交流电源连通。

由于本发明中的钨极氩弧焊枪为现在市场上流通的普通的钨极氩弧焊枪，因此结构未详细示出。

本实施例中空心金属环连通水源是通过进水口和出水口来实现的，水从进水口流入，从出水口流出。

为了实现最佳的焊接效果，水源采用流动水源。

本实施例中的空心金属环采用的金属能够产生磁场，例如金、银、铜或金银合金、金铜合金、银铜合金等。

在焊接中的电弧具有自动寻找阳极的特性，因此现有的各种焊接方法，例如对于高深度焊缝的超厚不锈钢钢板(厚度为6到15mm)，普通氩弧焊机无法焊接，只能在焊缝的表面形成焊接效果，焊缝的中部和底部焊接电弧无法进入，只能焊接6mm以下钢板，因此无法达到良好的焊接效果。本发明的方法，在焊枪附近增加一个通有电流的金属环，在金属环中心可以产生超强的纵向磁场。电弧在纵向磁场的约束下，产生了剧烈的收缩效果，电弧的电场强度显著增强，从而具备了强大的纵向穿透能力。加入通电金属环后，可以焊接6到15mm厚不锈钢钢板，因此，在焊枪和焊接工件之间加入纵向磁场，能够轻松焊接高厚度板材料或其它焊接困难的特殊金属材料。并且，焊接工件在通电线圈电流的作用下，还能够焊接前预热，焊接后热处理的功能，焊缝成型质量明显提高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种磁控等离子体的焊接方法及焊接装置，焊接方法采用在焊枪和焊接工件之间增加沿焊枪方向的纵向磁场。电弧在纵向磁场的约束下，产生了剧烈的收缩效果，电弧的电场强度显著增强，从而具备了强大的纵向穿透能力。因此，在焊枪和焊接工件之间加入纵向磁场，能够轻松焊接高厚度板材料或其它焊接困难的特殊金属材料。并且，焊接工件在通电线圈电流的作用下，还具备焊接前预热，焊接后热处理的功能，焊缝成型质量明显提高。

技术研发人员：王德斌;郝国军;王康
受保护的技术使用者：邢台子中电子科技有限公司
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2019.04.09