92中心截面相垂直方向(横向)的两侧。沿图1所示的左右方向，调整焊枪夹具6，控制超声波冲击锤3、4与焊枪2之间的距离。焊枪2位于起焊点。
[0042]接通焊接电源9、循环水冷装置11、平台行走机构操作器12、超声波冲击装置发生器13、14的电源。
[0043]调整焊枪2闻度，确保焊枪2位于待焊工件I上方的恰当位置(2mm左右)。焊枪2若离待焊工件I过近，在焊接过程中，由于工件的变形容易使钨极与熔池接触，形成短路，阻断焊接；而且焊接过程中弧柱周围产生的大量的热量无法迅速散发，容易烧伤焊枪的保护嘴。焊枪2若离待焊工件I过大，气体保护效果差。因此钨极与待焊工件间的距离需要严格控制。
[0044]开始焊接。打开循环水冷装置11的开关，对焊枪2通循环水进行冷却。打开焊机电源9和氩气瓶10，调整焊接方法、冷却方式，调节焊接电流、焊接电压以及气体流量。在工作前首先将焊机调到检气，待气体流量达到要求后方可工作。
[0045]打开超声波冲击装置发生器13、14，调节超声波功率。引燃电弧，开始焊接，同时焊接工作平台16带动待焊接工件I以速度V平稳移动，当焊枪2离开待焊接工件I时，切断焊接电源9电源，当超声波冲击装置3、4完全离开待焊接工件I时，切断超声波冲击装置发生器13、14的电源。同时切断平台行走机构操作器12的电源，停止工作。
[0046]以2mm厚、180X 10mm的LY12鱼骨状硬铝合金薄板为例，相应所需要的焊接参数如下:
[0047]焊接速度V:3_5mm/s。
[0048]超声波冲击装置3、4的冲击功率:100w。
[0049]焊接电流:80A。
[0050]气体流量:20L/min。
[0051]冷却方式:水冷。
[0052]焊枪钨极与待焊工件I的距离:0?2mm。
[0053]焊枪2与超声波冲击装置3、4之间的距离3?10mm。
[0054]超声波冲击装置的加载宽度:大于30mm。
[0055]最后，关闭气体，打开夹具，取出工件，待冷却水循环一段时间后关闭循环水冷装置。至此，焊接过程全部完成。
[0056]综上内容，本发明在焊接过程中，与焊缝中心截面相垂直方向(横向)的两侧设置两个用于控制焊接热裂纹的超声波冲击装置，并随着焊接热源同步移动，超声波冲击装置的作用位置位于待焊接工件的焊接熔池中央与该焊接材料脆性温度区间上限温度和下限温度对应位置间的距离之间，对熔池后方处于脆性温度区间的冷凝状态的焊缝金属施加一横向挤压应变，抵消焊缝固有的致裂拉伸应变，从而消除焊接热裂纹的产生，从而满足了控制焊接热裂纹的力学条件。
[0057]同时，本发明由于采用超声脉冲振动作用，能够细化焊缝金属晶粒，并改变晶粒结晶的方向性，使组织趋于更加均匀，从冶金结晶和力学两个方面有效地控制了焊接热裂纹的产生。
[0058]本装置结构简单可靠、受焊接空间限制小、效率高，超声振动的大小、调节方便，易于实现自动化；作用位置远离熔池，电弧稳定；焊缝属于自然成形、外观好；属于随焊控制，针对性强；不会引起焊缝金属组织成分的变化。
[0059]由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
【主权项】
1.一种超声波随焊控制焊接热裂纹装置，其特征在于，包括: 机架； 工件平台，设于所述机架上，用于承载待焊接工件； 焊枪，设于所述机架上，并且与所述工件平台可相对移动地设于所述工件平台上方，用于焊接工件； 超声波冲击装置，设于所述机架上，并位于所述焊枪的后方，保持特定的距离，所述超声波冲击装置的冲击头对焊接熔池后方处于脆性温度区间的冷凝状态的焊缝金属施加一横向挤压应变，抵消焊缝固有的致裂拉伸应变，从而避免焊接热裂纹的产生。
2.根据权利要求1所述的超声波随焊控制焊接热裂纹装置，其特征在于，还包括: 平台行走机构，设于所述机架上，所述工件平台设于所述平台行走机构，所述平台行走机构用于驱动所述工件平台在水平面内前后左右移动，以实现所述工件平台和所述焊枪之间的相对移动。
3.根据权利要求1所述的超声波随焊控制焊接热裂纹装置，其特征在于，所述超声波冲击装置包括两个，两个所述超声波冲击装置的冲击头分别设置在与焊缝中心截面相垂直方向的两侧。
4.根据权利要求1所述的超声波随焊控制焊接热裂纹装置，其特征在于，所述焊接平台的中心处设有用于和待焊接工件的焊缝对应的焊缝成型槽，且所述焊缝成型槽的形成材料为紫铜、宽度为4.5?8mm、深度为0.5?1.5mm。
5.根据权利要求1所述的超声波随焊控制焊接热裂纹装置，其特征在于，所述焊枪、超声波冲击装置均是可调整地设于所述机架上，以便于调整所述焊枪、超声波冲击装置之间及所述焊枪、超声波冲击装置与待焊接工件之间的距离、角度。
6.根据权利要求3所述的超声波随焊控制焊接热裂纹装置，其特征在于，两个所述超声波冲击装置的作用位置都位于待焊接工件的焊接熔池中央与脆性温度区间的上限温度和下限温度对应的位置之间。
7.一种超声波随焊控制热裂纹的新方法，其特征在于，包括以下步骤: 确定待焊接工件的焊接温度场； 确定待焊接工件材料的脆性温度区间； 将待焊接工件固定在一工作平台上； 利用焊枪焊接待焊接工件，并在随着焊缝的形成，对焊接熔池后方施加超声波，以使得焊缝中心获得横向挤压应力。
8.根据权利要求7所述的超声波随焊控制热裂纹的新方法，其特征在于，确定待焊接工件焊接温度场的步骤如下: 取一个能够反映实际待焊接工件温度场的试验件； 在实际焊接工艺下对该试验件施焊，测量该试验件的焊接温度场； 确定试验件上焊接熔池中央与脆性温度区间上限温度和下限温度间的距离，从而确定待焊接工件的焊接熔池中央与脆性温度区间上限温度和下限温度间的距离。
9.根据权利要求7所述的超声波随焊控制热裂纹的新方法，其特征在于，在焊接熔池后方与焊缝中心截面相垂直方向的两侧均施加超声波。
10.根据权利要求7所述的超声波随焊控制热裂纹的新方法，其特征在于，超声波的作用位置位于待焊接工件的焊接熔池中央与待焊接工件的材料脆性温度区间上限温度和下限温度对应位置间的距离之间。
【专利摘要】本发明提供一种超声波随焊控制热裂纹的新方法及装置，该装置包括：机架；工件平台，设于所述机架上，用于承载待焊接工件；焊枪，设于所述机架上，并且与所述工件平台可相对移动地设于所述工件平台上方，用于焊接工件；超声波冲击装置，设于所述机架上，并位于所述焊枪的后方，保持特定的距离，所述超声波冲击装置的冲击头对焊接熔池后方处于脆性温度区间的冷凝状态的焊缝金属施加一横向挤压应变，抵消焊缝固有的致裂拉伸应变，从而避免焊接热裂纹的产生。本发明可以对熔池后方处于脆性温度区间的冷凝状态的焊缝金属施加一横向挤压应变，抵消焊缝固有的致裂拉伸应变，从而消除焊接热裂纹的产生。同时，使组织趋于更加均匀。
【IPC分类】B23K9-32, B23K9-00
【公开号】CN104722883
【申请号】CN201310723810
【发明人】周广涛, 江余东, 郭广磊, 郭玉龙, 王立鹏, 梁国俐
【申请人】华侨大学
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2013年12月19日