專利名稱：搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，特指一種搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接方法。
背景技術(shù)：
立焊適用于大型或特大型工件的現(xiàn)場(chǎng)焊接，是指在豎直平面內(nèi)沿焊縫長(zhǎng)度方向立向上(由下而上)或立向下(由上而下)進(jìn)行施焊的一種工藝，此時(shí)熔池液態(tài)金屬與熔滴受自身重力影響易出現(xiàn)下淌，造成焊縫自由成形困難，影響接頭質(zhì)量。傳統(tǒng)的熔化極立向自動(dòng)焊主要有氣電立焊、電渣焊等，實(shí)施過(guò)程中使用的坡口間隙大、焊接熱輸入高，且需要強(qiáng)迫成形機(jī)構(gòu)，因此焊接裝置復(fù)雜，焊接接頭性能較低，焊后往往需對(duì)焊縫進(jìn)行熱處理，一般適用于強(qiáng)度級(jí)別較低鋼材的焊接。在中高強(qiáng)度鋼材焊接的場(chǎng)合，需采用較低熱輸入的熔化極立向焊接技術(shù)。根據(jù)待焊坡口形式的不同，這種較低熱輸入的立焊工藝又可分為開(kāi)V型(或X型)坡口的大坡角多層立焊、以及開(kāi)窄小坡口的窄間隙多層立焊。作為大坡角多層立焊的一個(gè)實(shí)例，專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810038379. X、名稱為“厚板自動(dòng)立焊焊接方法”公開(kāi)帶有焊槍擺動(dòng)裝置的焊機(jī)，可對(duì)板厚在4(Tl40mm之間，并開(kāi)V型坡口或X型坡口的工件進(jìn)行自動(dòng)立焊，與電渣立焊相比，該專利申請(qǐng)采用的開(kāi)坡口的熔化極氣體保護(hù)焊接方法，可降低焊接線能量，但與窄間隙電弧多層立焊方法相比，該專利申請(qǐng)存在的缺陷是需要對(duì)工件開(kāi)V型或X型的大坡口，焊縫金屬填充量大，每層焊接道次多，焊接效率低，生產(chǎn)成本高。在窄間隙熔化極電弧多層立焊時(shí)，待焊坡口間隙和坡角都很小，因此焊接效率高。 但是，由于窄間隙焊接坡口的坡角小，一般的電弧對(duì)坡口側(cè)面加熱效果會(huì)減弱，容易產(chǎn)生未焊透等缺陷，同時(shí)由于液態(tài)金屬與坡口面接觸面積小，熔池在自身重力作用下極易出現(xiàn)下塌。因此，如何保證坡口兩側(cè)壁均勻熔透，同時(shí)保證焊縫能在自由狀態(tài)下成形，是窄間隙熔化極電弧多層立焊技術(shù)的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外，曾先后開(kāi)發(fā)出多種窄間隙熔化極氣體保護(hù)焊接工藝，其中具有代表性的有麻花焊絲焊接法、蛇形焊絲焊接法、高速旋轉(zhuǎn)電弧焊接法等。這些工藝方法在一定程度上改善了窄間隙熔化極電弧焊接時(shí)的兩側(cè)壁熔合，但其共同缺點(diǎn)是難以用于立向位置焊縫的自由成形焊接。專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810236274. 5、名稱為“搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)焊接方法及焊炬”，采用空心軸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)直型導(dǎo)電桿和可伸入工件坡口的微彎型導(dǎo)電桿繞焊炬中心軸線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)從導(dǎo)電嘴中心孔送出的焊絲端部的電弧在待焊工件坡口內(nèi)作圓弧形搖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)搖動(dòng)電弧窄間隙焊接。該專利申請(qǐng)存在的缺點(diǎn)是(1)電弧搖動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式為單一的空心軸電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)方式，電機(jī)軸帶強(qiáng)電，電機(jī)工作存在安全隱患；(2)對(duì)于空間位置窄間隙焊接應(yīng)用，未涉及具體的立焊技術(shù)方案，難以使立焊工藝實(shí)用化。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)焊接方法難以實(shí)現(xiàn)窄間隙多層立向施焊、以及現(xiàn)有厚板自動(dòng)立焊方法效率低的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出一種實(shí)用性強(qiáng)、實(shí)施成本低、焊接效率高的搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向自動(dòng)焊接方法。本發(fā)明提出的搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接方法的技術(shù)方案是將焊炬中的微彎型導(dǎo)電桿一端與導(dǎo)電嘴相接，另一端與饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)下端固連，使焊絲由送絲機(jī)送出后依次穿過(guò)饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)、微彎型導(dǎo)電桿和導(dǎo)電嘴的中心孔后在待焊坡口內(nèi)產(chǎn)生電弧，饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)可伸入待焊坡口的微彎型導(dǎo)電桿繞焊炬中心軸線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)電弧作相對(duì)于焊炬的、關(guān)于搖動(dòng)軌跡中點(diǎn)對(duì)稱的往復(fù)式圓弧形軌跡的搖動(dòng)，焊炬中心軸線對(duì)準(zhǔn)立向待焊坡口的中心并相對(duì)于焊接方向垂直放置，還包括1)用金屬件厚板拼裝成I型、間隙是12 16mm的立向待焊坡口 ；2)根據(jù)待焊坡口的間隙和焊縫道次的不同，選擇氣體保護(hù)方式，設(shè)定電弧搖動(dòng)頻率為0. Γ2. OHz,電弧搖動(dòng)幅值為6(Γ180°、 電弧側(cè)壁停留時(shí)間為10(T600ms、脈沖焊接平均電弧電流為14(Γ200Α、平均電弧電壓為 1816V、焊接速度為7 15cm/min、焊絲干伸長(zhǎng)為15 25mm，并在3 15°的折彎角度范圍內(nèi)選配微彎型導(dǎo)電桿；3)使微彎型導(dǎo)電桿彎向立向待焊坡口的正上方，焊接過(guò)程中，焊炬整體以焊接速度整體立向上或立向下移動(dòng)，在焊縫自由成形狀態(tài)下，以每層單道多層施焊方式實(shí)現(xiàn)搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向自動(dòng)焊接。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1)微彎型導(dǎo)電桿帶動(dòng)焊絲端部的電弧規(guī)律性搖動(dòng)，并使電弧在I型坡口兩側(cè)壁處短暫停留，可有效控制電弧熱在焊接坡口內(nèi)分布，同時(shí)借助斜向電弧軸向力對(duì)熔池的支撐作用，能防止熔池液態(tài)金屬在自重作用下出現(xiàn)下淌，保證足夠的兩側(cè)壁熔深和焊縫的自由成形。(2)在焊縫自由成形狀態(tài)下，使用的焊接線能量小，且無(wú)需強(qiáng)迫成形裝置，因而形成的焊接接頭力學(xué)性能好，可用于焊接較高強(qiáng)度的鋼材，同時(shí)焊接裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，焊接效率高，焊縫成形美觀，焊接接頭性能好。(3)采用I型坡口的每層單道多層焊接工藝，無(wú)需開(kāi)大坡口，坡口間隙小，板厚相同時(shí)焊接道次明顯減少，因而提高了焊接效率，降低了生產(chǎn)成本。(4)選用不同的電弧搖動(dòng)頻率、搖動(dòng)幅值、側(cè)壁停留時(shí)間，配用不同長(zhǎng)度的導(dǎo)電桿， 可滿足不同坡口間隙、不同厚度工件的立焊需要，工藝適應(yīng)性好，實(shí)用性強(qiáng)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。圖1是搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接方法原理圖。圖2是電弧饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)原理圖；其中，圖2 Ca)為空心軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式， 圖2 (力)為普通電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式。圖3是坡口間隙分別為12mm、14mm和16mm時(shí)的搖動(dòng)電弧窄間隙立向上焊接接頭焊縫橫截面的宏觀照片。圖1中1 一電??；2—輝絲；3—導(dǎo)電嘴；4一微彎型導(dǎo)電桿；5—立向待焊坡口 ；6— 饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)；7—送絲機(jī)；8—往復(fù)式圓弧形搖動(dòng)軌跡；9一保護(hù)氣體；10—前道焊縫；11一后道焊縫；4一焊接速度而焊炬中心軸線；仏_相對(duì)于焊炬的搖動(dòng)軌跡中點(diǎn)。圖2中12—空心軸電機(jī)；13—光柵盤(pán)；14一電刷；15—控制器；16—直型導(dǎo)電桿；17—普通電機(jī)；18—傳動(dòng)副(齒輪傳動(dòng)或帶傳動(dòng))；19一光耦；厶一焊接電流。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，準(zhǔn)備好焊炬，用金屬件厚板拼裝成I型立向待焊坡口 5，待焊坡口 5的坡口間隙大小可在12 16mm的范圍內(nèi)選定，坡口單側(cè)坡角最大為5°。焊炬包括饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)6、微彎型導(dǎo)電桿4和導(dǎo)電嘴3，微彎型導(dǎo)電桿4 一端與導(dǎo)電嘴3相接，另一端與饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)6的下端固連。焊絲2由送絲機(jī)7送出，依次穿過(guò)饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu) 6、微彎型導(dǎo)電桿4和導(dǎo)電嘴3的中心孔后，在立向待焊坡口 5內(nèi)產(chǎn)生電弧1，往復(fù)式圓弧形軌跡8為電弧1相對(duì)于焊炬的搖動(dòng)軌跡，往復(fù)式圓弧形搖動(dòng)軌跡8的中點(diǎn)為O2,也即焊絲2 的搖動(dòng)軌跡中點(diǎn)。保護(hù)氣體9從焊炬附屬的噴嘴機(jī)構(gòu)流出后進(jìn)入立向待焊坡口 5，在焊接過(guò)程中為焊接區(qū)域提供保護(hù)。如圖2所示，饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)6的結(jié)構(gòu)包括圖2 (a)所示的空心軸電機(jī)12 或圖2 (b)所示的普通電機(jī)17、光柵盤(pán)13、電刷14、控制器15、直型導(dǎo)電桿16、光耦19。采用普通電機(jī)17時(shí)，由普通電機(jī)17連接傳動(dòng)副18。微彎型導(dǎo)電桿4與饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu) 6中的直型導(dǎo)電桿16的下端固連，直型導(dǎo)電桿16的上端連接圖2 (a)所示的空心軸電機(jī) 12或或圖2 (b)所示的傳動(dòng)副18，控制器15分別連接光耦19和電機(jī)。光柵盤(pán)13固定套裝在直型導(dǎo)電桿16的上端，與固定在焊炬背板上的光耦19 一起構(gòu)成光電開(kāi)關(guān)，用于搖動(dòng)中點(diǎn)焊前定位與搖動(dòng)頻率檢測(cè)。電刷14活動(dòng)套裝在直型導(dǎo)電桿16的上端，并與設(shè)置在直型導(dǎo)電桿16中部的法蘭臺(tái)面保持滑動(dòng)接觸。焊接電流厶通過(guò)電刷14導(dǎo)入，經(jīng)過(guò)直型導(dǎo)電桿 16、微彎型導(dǎo)電桿4和導(dǎo)電嘴3，流入電弧1。焊前，將焊炬對(duì)準(zhǔn)立向待焊坡口 5的中心并相對(duì)于焊接方向垂直放置，通過(guò)饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)6帶動(dòng)微彎型導(dǎo)電桿4轉(zhuǎn)動(dòng)，并利用光電開(kāi)關(guān)的定位檢測(cè)作用，使微彎型導(dǎo)電桿4彎向立向待焊坡口 5的正上方，實(shí)現(xiàn)焊絲2的搖動(dòng)軌跡中點(diǎn)^的焊前自動(dòng)定位，此時(shí)導(dǎo)電嘴3的中心線與焊炬中心軸線化仏處于同一個(gè)豎直平面內(nèi)。另外，通過(guò)焊縫跟蹤等方式，使焊炬中心軸線化^對(duì)準(zhǔn)立向待焊坡口 5的中心。其后，根據(jù)立向待焊坡口 5的間隙與焊縫層次(或道次)的不同，設(shè)定保護(hù)氣體9的導(dǎo)入方式，并通過(guò)控制器15設(shè)定相應(yīng)的電弧搖動(dòng)工藝參數(shù)和其它焊接參數(shù)。保護(hù)氣體9可采用活性混合氣體或惰性氣體，氣體保護(hù)方式有兩種，即采用伸入式噴嘴和外置式噴嘴的氣體保護(hù)方式，其中采用伸入式噴嘴的氣體保護(hù)方式用于坡口內(nèi)部深處焊縫的保護(hù)，而在接近工件表面或蓋面焊時(shí)，可僅采用外置式噴嘴的氣體保護(hù)方式。通過(guò)控制器15設(shè)定的電弧搖動(dòng)工藝參數(shù)包括搖動(dòng)頻率、搖動(dòng)幅值和側(cè)壁停留時(shí)間，具體設(shè)定范圍為電弧搖動(dòng)頻率為0. Γ2. OHz,電弧搖動(dòng)幅值為6(Γ180°，電弧側(cè)壁停留時(shí)間為10(T600ms。微彎型導(dǎo)電桿4的折彎角度范圍為3 15°。其它焊接參數(shù)包括焊接電流、焊接電壓、焊接速度、焊絲干伸長(zhǎng)，具體可選擇范圍為脈沖焊接平均電弧電流為14(Γ200Α，平均電弧電壓為1816V，焊接速度為廣15cm/min，焊絲干伸長(zhǎng)為15 25mm。針對(duì)立向待焊坡口 5的坡口間隙12 16mm的范圍，上述參數(shù)的選擇方法是立向待焊坡口 5的坡口間隙越小，微彎型導(dǎo)電桿4的折彎角度越小，同時(shí)選配的電弧搖動(dòng)頻率越大、并且焊接速度越快；立向待焊坡口 5的坡口間隙越大，選用微彎型導(dǎo)電桿4的折彎角度越大，同時(shí)選配的電弧搖動(dòng)頻率越小、焊接速度越慢； 當(dāng)微彎型導(dǎo)電桿4的折彎角度相同時(shí)，立向待焊坡口 5的坡口間隙越大，電弧搖動(dòng)幅值也越大。當(dāng)對(duì)坡口深處最初幾道焊縫以及接近工件表面焊縫(或蓋面焊縫)進(jìn)行焊接時(shí)，可采用較小的脈沖焊接平均電弧電流與平均電弧電壓，而在焊接中間幾層焊縫時(shí)，采用較大的脈沖焊接平均電弧電流與平均電弧電壓。進(jìn)入焊接過(guò)程后先引燃電弧1，拖動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)焊炬整體立向上(或立向下)移動(dòng)，給出焊接速度Vir (圖1中所示方向僅對(duì)應(yīng)于立向上焊情形)；同時(shí)，饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)6驅(qū)動(dòng)可伸入立向待焊坡口 5的微彎型導(dǎo)電桿4繞焊炬中心軸線化^往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)從導(dǎo)電嘴 3中心孔送出的焊絲2端部的活性或惰性的脈沖焊接電弧，在立向待焊坡口 5內(nèi)作相對(duì)于焊炬的、關(guān)于搖動(dòng)軌跡中點(diǎn)^對(duì)稱的往復(fù)式圓弧形軌跡8的搖動(dòng)。在焊縫自由成形狀態(tài)下， 以每層單道多層施焊方式，實(shí)現(xiàn)按控制器15事先設(shè)定的搖動(dòng)軌跡進(jìn)行的搖動(dòng)電弧窄間隙立向自動(dòng)焊接。本發(fā)明搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接方法采用每層單道多層施焊模式，即整個(gè)窄間隙立向焊縫由填充金屬在板厚方向上一層一層地堆積形成(即多層施焊)， 每一層焊縫金屬的填充只需通過(guò)一道焊接就可完成(即每層單道)。同時(shí)，搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接過(guò)程中，電弧1的往復(fù)式圓弧形搖動(dòng)軌跡8改變了電弧熱分布，所形成的每一層焊縫一般具有類似“蘋(píng)果型”雙峰特征(參見(jiàn)圖3 )，避免了類似“指狀”熔深缺陷。上述饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)6驅(qū)動(dòng)微彎型導(dǎo)電桿4的工作方式有以下兩種
第一種驅(qū)動(dòng)方式(參見(jiàn)專利申請(qǐng)?zhí)枮?00810236274. 5、名稱為“搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)焊接方法及焊炬”中公開(kāi)的內(nèi)容)如圖2 (a)所示，采用空心軸電機(jī)12直接驅(qū)動(dòng)微彎型導(dǎo)電桿4的方式，此時(shí)焊絲2從送絲機(jī)7送出后，穿過(guò)空心軸電機(jī)12的空心軸、電刷 14、直型導(dǎo)電桿16、微彎型導(dǎo)電桿4后，從導(dǎo)電嘴3的中心孔穿出。焊接過(guò)程中，空心軸電機(jī) 12通過(guò)直型導(dǎo)電桿16直接驅(qū)動(dòng)微彎型導(dǎo)電桿4，帶動(dòng)從導(dǎo)電嘴3中心孔送出焊絲2端部的電弧1在立向待焊坡口 5內(nèi)作往復(fù)式圓弧形軌跡8的搖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接。在該種驅(qū)動(dòng)方式下，電機(jī)軸與焊接強(qiáng)電系統(tǒng)相連，存在工作安全隱患。第二種驅(qū)動(dòng)方式參見(jiàn)如圖2 (力)所示，采用普通電機(jī)17通過(guò)傳動(dòng)副18間接驅(qū)動(dòng)微彎型導(dǎo)電桿4的方式，此時(shí)焊絲2從送絲機(jī)7送出后，穿過(guò)傳動(dòng)副18中的從動(dòng)件中心孔、 電刷14、直型導(dǎo)電桿16、微彎型導(dǎo)電桿4后，從導(dǎo)電嘴3的中心孔穿出。焊接過(guò)程中，普通電機(jī)17通過(guò)傳動(dòng)副18間接驅(qū)動(dòng)直型導(dǎo)電桿16和微彎型導(dǎo)電桿4，帶動(dòng)從導(dǎo)電嘴3中心孔送出焊絲2端部的電弧1在立向待焊坡口 5內(nèi)作往復(fù)式圓弧形軌跡8的搖動(dòng)，實(shí)現(xiàn)搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接。在該種驅(qū)動(dòng)方式下，電機(jī)軸可與焊接強(qiáng)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隔離，電機(jī)軸不帶電，工作安全性好。以下提供本發(fā)明的3個(gè)實(shí)施例。實(shí)施例均采用上述第一種驅(qū)動(dòng)方式對(duì)微彎型導(dǎo)電桿4進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制，在自由成形狀態(tài)下每層單道施焊，每個(gè)接頭均焊接了三層，保護(hù)氣體9 (Ar-20%C02)流量為40L/min，焊絲干伸長(zhǎng)為18mm，脈沖焊接電流頻率為190Hz、脈沖占空比為 50%ο實(shí)施例1
立向待焊坡口 5是間隙為12mm的I型焊接坡口，焊接時(shí)，立向待焊坡口 5處于立向位置。其它焊接參數(shù)為微彎型導(dǎo)電桿4的折彎角為3°，電弧搖動(dòng)頻率為2.0Hz，電弧搖動(dòng)角度為60°，電弧1在立向待焊坡口 5的兩側(cè)壁停留時(shí)間分別為100ms，平均焊接電流為200A，平均電弧電壓為沈￥，焊接速度為15cm/min。得到的焊縫橫截面宏觀照片如圖3 (a) 所示，形成的焊縫表面中部成形微凸，立向待焊坡口 5的兩側(cè)壁熔透均勻?qū)ΨQ。實(shí)施例2
立向待焊坡口 5是間隙為14mm的I型焊接坡口，焊接時(shí)立向待焊坡口 5處于立向位置。 其它焊接參數(shù)為微彎型導(dǎo)電桿4的折彎角為8°，電弧搖動(dòng)頻率為0.8Hz，電弧搖動(dòng)角度為 84°，電弧1在立向待焊坡口 5的兩側(cè)壁停留時(shí)間分別為400ms，平均焊接電流為155A，平均電弧電壓為22V，焊接速度為9. lcm/min。得到的焊縫橫截面宏觀照片如圖3 (b)所示， 形成的焊縫表面成形平坦，立向待焊坡口 5的兩側(cè)壁熔透均勻?qū)ΨQ。實(shí)施例3
立向待焊坡口 5的是間隙為16mm的I型焊接坡口，焊接時(shí)立向待焊坡口 5處于立向位置。其它焊接參數(shù)為微彎型導(dǎo)電桿4的折彎角為15°，電弧搖動(dòng)頻率為0. 4Hz，搖動(dòng)角度取180°，電弧1在立向待焊坡口 5的兩側(cè)壁停留時(shí)間分別為600ms，平均焊接電流140A，平均電弧電壓18V，焊接速度7cm/min，得到的焊縫橫截面宏觀照片如圖3 (c)所示，所形成的焊縫表面呈微下凹形，立向待焊坡口 5的兩側(cè)壁熔透均勻?qū)ΨQ。從上述3個(gè)實(shí)施例及圖3可以看出，搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊縫成形良好，說(shuō)明該方法具有很強(qiáng)的實(shí)用性。另外，對(duì)于這種自由成形良好的焊縫，在沿板厚方向上的每層焊縫底部，均形成了具有雙峰特征的熔深，從第一層焊縫底部清晰可見(jiàn)，如圖3 中A和B箭頭所指示處。
權(quán)利要求
1.一種搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接方法，將焊炬中的微彎型導(dǎo)電桿(4) 一端與導(dǎo)電嘴(3)相接，另一端與饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)(6)下端固連，使焊絲(2)由送絲機(jī) (7)送出后依次穿過(guò)饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)(6)、微彎型導(dǎo)電桿(4)和導(dǎo)電嘴(3)的中心孔后在立向待焊坡口(5)內(nèi)產(chǎn)生電弧(1)，饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)(6)驅(qū)動(dòng)可伸入立向待焊坡口 (5)的微彎型導(dǎo)電桿(4)繞焊炬中心軸線( )往復(fù)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)電弧(1)作相對(duì)于焊炬的、 關(guān)于搖動(dòng)軌跡中點(diǎn)對(duì)稱的往復(fù)式圓弧形軌跡(8)的搖動(dòng)，焊炬中心軸線(0/ )對(duì)準(zhǔn)立向待焊坡口(5)的中心并相對(duì)于焊接方向垂直放置，其特征是還包括如下步驟①用金屬件厚板拼裝成I型、間隙是12 16mm的立向待焊坡口(5)；②根據(jù)立向待焊坡口(5 )的間隙和焊縫道次的不同，選擇氣體保護(hù)方式，設(shè)定電弧搖動(dòng)頻率為0. Γ2. OHz、電弧搖動(dòng)幅值為6(Γ180°、電弧側(cè)壁停留時(shí)間為10(T600ms、脈沖焊接平均電弧電流為14(Γ200Α、平均電弧電壓為1816V、焊接速度為7 15cm/min、焊絲干伸長(zhǎng)為15 25mm，并在;Γ15°的折彎角度范圍內(nèi)選配微彎型導(dǎo)電桿(4)；③使微彎型導(dǎo)電桿(4)彎向立向待焊坡口(5)的正上方，焊接過(guò)程中，焊炬整體以焊接速度(4)立向上或立向下移動(dòng)，在焊縫自由成形狀態(tài)下，以每層單道多層施焊方式實(shí)現(xiàn)搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向自動(dòng)焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接方法，其特征是 步驟②中，立向待焊坡口(5)的坡口間隙越小，微彎型導(dǎo)電桿(4)的折彎角度越小、電弧搖動(dòng)頻率越大且焊接速度越快；立向待焊坡口(5)的坡口間隙越大，微彎型導(dǎo)電桿(4)的折彎角度越大、電弧搖動(dòng)頻率越小且焊接速度越慢；當(dāng)微彎型導(dǎo)電桿(4)的折彎角度相同時(shí)，立向待焊坡口(5)的坡口間隙越大，電弧搖動(dòng)幅值越大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接方法，其特征是 所述饋電及驅(qū)動(dòng)控制機(jī)構(gòu)(6)驅(qū)動(dòng)微彎型導(dǎo)電桿(4)的工作方式有兩種①采用空心軸電機(jī)(12)通過(guò)直型導(dǎo)電桿(16)驅(qū)動(dòng)微彎型導(dǎo)電桿(4)，帶動(dòng)電弧(1)搖動(dòng)的直接驅(qū)動(dòng)方式；②采用普通電機(jī)(17)通過(guò)傳動(dòng)副(18)驅(qū)動(dòng)直型導(dǎo)電桿(16)和微彎型導(dǎo)電桿(4)，帶動(dòng)電弧(1)搖動(dòng)的間接驅(qū)動(dòng)方式。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向焊接方法，用金屬件厚板拼裝成I型、間隙是12~16mm立向待焊坡口；根據(jù)待焊坡口的間隙和焊縫道次的不同，先選擇氣體保護(hù)方式，設(shè)定電弧搖動(dòng)頻率、電弧搖動(dòng)幅值、電弧側(cè)壁停留時(shí)間、脈沖焊接平均電弧電流、平均電弧電壓、焊接速度、焊絲干伸長(zhǎng)，并選配合適折彎角度的微彎型導(dǎo)電桿；焊炬以焊接速度整體立向上或立向下移動(dòng)，在焊縫自由成形狀態(tài)下，以每層單道多層施焊方式實(shí)現(xiàn)搖動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)立向自動(dòng)焊接；本發(fā)明無(wú)需開(kāi)大的焊接坡口，無(wú)需強(qiáng)迫成形裝置，焊接裝置簡(jiǎn)單，焊接效率高，焊縫成形美觀，焊接接頭性能好。
文檔編號(hào)B23K9/16GK102275029SQ20111020170
公開(kāi)日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者朱杰, 王加友, 王彪, 蘇榮近 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)