本發(fā)明屬于焊接，具體涉及一種單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法。

背景技術(shù)：

1、目前核電、石油化工、海工等行業(yè)中，小口徑管道內(nèi)壁、法蘭端面及其他大口徑管道內(nèi)壁耐蝕堆焊層基本都是采用單鎢極單直流熱絲工藝。單鎢極單直流熱絲工藝方法非常成熟，但是焊接效率仍然比較低，實(shí)際生產(chǎn)中焊接速度一般為200～300mm/min、送絲速度為1.5～2m/min。

2、為了提高焊接效率，最近幾年發(fā)展出了雙鎢極單熱絲工藝。雙鎢極單熱絲工藝方法雖然焊接效率相對(duì)較高，實(shí)際生產(chǎn)中焊接速度一般為500～1000mm/min、送絲速度為3～8m/min，但是該方法焊接工藝窗口較窄，非常容易受焊絲質(zhì)量波動(dòng)的影響，再者由于采用的是雙鎢極，焊接時(shí)需要避免兩根鎢極電流與焊絲熱絲電流之間的電弧干擾，因此對(duì)焊接設(shè)備控制較為復(fù)雜，難以推廣使用。

3、因此，目前使用更為廣泛的仍然為單鎢極單直流熱絲工藝。為了提高單鎢極單直流熱絲工藝的焊接效率，人們嘗試采用標(biāo)準(zhǔn)鎢極大電流高速焊接的工藝，但是大電流高速焊過程中極易出現(xiàn)駝峰焊道以及未熔合、氣孔等缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，本發(fā)明提供的堆焊方法具有焊接過程穩(wěn)定，熔覆效率高，稀釋率低等優(yōu)點(diǎn)，能夠很好的克服大電流高速焊過程中容易出現(xiàn)的駝峰焊道和未熔合、氣孔等缺陷。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供了一種單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，包括以下步驟：

4、在流動(dòng)的焊接保護(hù)氣體氣氛中，采用鎢極進(jìn)行起弧，由起弧電流升至主焊接電流后將焊絲送絲至熔池，然后待焊接工件開始旋轉(zhuǎn)進(jìn)行焊接；

5、所述主焊接電流為雙脈沖電流，所述雙脈沖電流包括若干重復(fù)的脈沖單元，所述脈沖單元包括順次的大脈沖電流階段和小脈沖電流階段，所述大脈沖電流階段的峰值電流為400～600a，基值電流為300～500a，所述大脈沖電流階段的脈沖頻率≥5000hz；所述小脈沖電流階段的峰值電流為200～500a，基值電流為100～400a，所述小脈沖電流階段的脈沖頻率≥5000hz；所述焊絲為兩路；單路焊絲的送絲速度≥2m/min；所述焊接的電弧電壓≤25v。

6、優(yōu)選的，所述大脈沖電流階段的占空比為30～60％，所述大脈沖電流階段的脈沖頻率為5000～20000hz；所述小脈沖電流階段的占空比為30～60％，所述小脈沖電流階段的脈沖頻率為5000～20000hz。

7、優(yōu)選的，所述脈沖單元中：所述大脈沖電流階段的持續(xù)時(shí)間為0.01～0.1秒；所述小脈沖電流階段的持續(xù)時(shí)間為0.01～0.1秒。

8、優(yōu)選的，單路焊絲的熱絲電流為交流電，所述熱絲電流為50～100a；單路焊絲的送絲速度為2～8m/min；兩路焊絲的送絲速度總和為4～16m/min。

9、優(yōu)選的，所述焊接的電弧電壓為15～25v；所述焊接的速度為800～1500mm/min。

10、優(yōu)選的，所述起弧的初始電流為100～250a，由所述起弧的初始電流升至所述主焊接電流的時(shí)間為0.1～3秒。

11、優(yōu)選的，所述鎢極的直徑為6.4mm；所述鎢極的前端為帶有平臺(tái)的錐形，所述鎢極的前端角度為30～90°，且不為90°，所述平臺(tái)的直徑為0.5～3mm。

12、優(yōu)選的，所述焊接保護(hù)氣體為氬氣，所述氬氣的純度≥99.99％，所述焊接保護(hù)氣體的流量為25～35l/min；所述起弧之前，還包括：采用焊接保護(hù)氣體進(jìn)行預(yù)送氣，所述預(yù)送氣的時(shí)間為3～6秒。

13、優(yōu)選的，當(dāng)所起弧電流升至主焊接電流時(shí)，延遲0.5～2秒后再進(jìn)行所述焊絲送絲至熔池；

14、當(dāng)所述焊絲送絲至熔池時(shí)，延遲0.1～0.5秒后待焊接工件開始旋轉(zhuǎn)進(jìn)行焊接；所述旋轉(zhuǎn)為自轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)的線速度為800～1500mm/min；所述焊接得到多道閉合焊縫，所述多道閉合焊縫連續(xù)焊接。

15、優(yōu)選的，所述焊接得到多道閉合焊縫后進(jìn)行收?。凰鍪栈“ǎ簩⑺鲋骱附与娏魉p至衰減電流，所述衰減電流維持0.1～5秒后關(guān)閉起弧電源，所述衰減電流為50～120a；所述主焊接電流衰減開始時(shí)延遲0～1秒后焊絲停止送絲，停止送絲后關(guān)閉熱絲電流的電源；所述主焊接電流衰減開始時(shí)延遲0～10秒后焊接工件停止旋轉(zhuǎn)；所述起弧電源關(guān)閉后、所述熱絲電流的電源關(guān)閉后同時(shí)所述焊接工件停止旋轉(zhuǎn)后，所述焊接保護(hù)氣體維持25～50秒后停止送氣。

16、本發(fā)明提供了一種單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，包括以下步驟：在流動(dòng)的焊接保護(hù)氣體氣氛中，采用鎢極進(jìn)行起弧，由起弧電流升至主焊接電流后將焊絲送絲至熔池，然后待焊接工件開始旋轉(zhuǎn)進(jìn)行焊接；所述主焊接電流為雙脈沖電流，所述雙脈沖電流包括若干重復(fù)的脈沖單元，所述脈沖單元包括順次的大脈沖電流階段和小脈沖電流階段，所述大脈沖電流階段的峰值電流為400～600a，基值電流為300～500a，所述大脈沖電流階段的脈沖頻率≥5000hz；所述小脈沖電流階段的峰值電流為200～500a，基值電流為100～400a，所述小脈沖電流階段的脈沖頻率≥5000hz；所述焊絲為兩路；單路焊絲的送絲速度≥2m/min；所述焊接的電弧電壓≤25v。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)采用標(biāo)準(zhǔn)鎢極大電流進(jìn)行焊接時(shí)，由于電弧壓力的加大，非常容易出現(xiàn)駝峰焊道缺陷。本發(fā)明通過采用高頻雙脈沖電流作為焊接的主焊接電流，同時(shí)限定大脈沖電流階段和小脈沖電流階段的脈沖頻率≥5000hz，能夠使電弧壓力隨著脈沖電流頻率的增大而減小，從而本發(fā)明能夠控制在電弧電壓≤25v時(shí)進(jìn)行大電流的焊接，因此減少了高速焊駝峰焊道的發(fā)生。再者，本發(fā)明采用高頻的雙脈沖電流，能夠有效減小熔池的間距，從而不容易出現(xiàn)未熔合缺陷；同時(shí)高頻的雙脈沖電流能夠引起熔池震蕩，具有細(xì)化晶粒和減少氣孔作用。本發(fā)明采用兩路送絲相比于單路送絲，其熔覆率更高，稀釋率(稀釋率的含義為：焊接的時(shí)候母材也會(huì)發(fā)生熔化，所以焊縫里會(huì)混合母材，所以填充的焊絲被母材稀釋)更低，對(duì)于堆焊應(yīng)用具有實(shí)際意義。由此本發(fā)明提供的單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法在提高焊接效率的同時(shí)，能夠很好的克服大電流高速焊過程中容易出現(xiàn)的駝峰焊道和未熔合、氣孔等缺陷。

17、進(jìn)一步的，在本發(fā)明中，單路焊絲的熱絲電流為交流電。本發(fā)明研究發(fā)現(xiàn)直流熱絲電流超過100a時(shí)，會(huì)與主電弧發(fā)生干擾，進(jìn)而影響堆焊質(zhì)量。本發(fā)明采用交流熱絲，可有效避免電弧干擾和偏吹。同時(shí)通過控制所述熱絲電流為50～100a提高熔敷率。

18、綜上，本發(fā)明采用單鎢極大電流高頻雙脈沖雙交流熱絲高速堆焊方法，焊接電流(大脈沖電流峰值電流)達(dá)到400a～600a、焊接速度為800～1500mm/min、兩路送絲速度總和為4～16m/min，具有焊接過程穩(wěn)定，熔覆效率高，稀釋率低等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，其特征在于，所述大脈沖電流階段的占空比為30～60％，所述大脈沖電流階段的脈沖頻率為5000～20000hz；所述小脈沖電流階段的占空比為30～60％，所述小脈沖電流階段的脈沖頻率為5000～20000hz。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，其特征在于，所述脈沖單元中：所述大脈沖電流階段的持續(xù)時(shí)間為0.01～0.1秒；所述小脈沖電流階段的持續(xù)時(shí)間為0.01～0.1秒。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，其特征在于，單路焊絲的熱絲電流為交流電，所述熱絲電流為50～100a；單路焊絲的送絲速度為2～8m/min；兩路焊絲的送絲速度總和為4～16m/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，其特征在于，所述焊接的電弧電壓為15～25v；所述焊接的速度為800～1500mm/min。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，其特征在于，所述起弧的初始電流為100～250a，由所述起弧的初始電流升至所述主焊接電流的時(shí)間為0.1～3秒。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，其特征在于，所述鎢極的直徑為6.4mm；所述鎢極的前端為帶有平臺(tái)的錐形，所述鎢極的前端角度為30～90°，且不為90°，所述平臺(tái)的直徑為0.5～3mm。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，其特征在于，所述焊接保護(hù)氣體為氬氣，所述氬氣的純度≥99.99％，所述焊接保護(hù)氣體的流量為25～35l/min；所述起弧之前，還包括：采用焊接保護(hù)氣體進(jìn)行預(yù)送氣，所述預(yù)送氣的時(shí)間為3～6秒。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，其特征在于，當(dāng)所起弧電流升至主焊接電流時(shí)，延遲0.5～2秒后再進(jìn)行所述焊絲送絲至熔池；

10.根據(jù)權(quán)利要求1、4或9所述的單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法，其特征在于，所述焊接得到多道閉合焊縫后進(jìn)行收??；所述收弧包括：將所述主焊接電流衰減至衰減電流，所述衰減電流維持0.1～5秒后關(guān)閉起弧電源，所述衰減電流為50～120a；所述主焊接電流衰減開始時(shí)延遲0～1秒后焊絲停止送絲，停止送絲后關(guān)閉熱絲電流的電源；所述主焊接電流衰減開始時(shí)延遲0～10秒后焊接工件停止旋轉(zhuǎn)；所述起弧電源關(guān)閉后、所述熱絲電流的電源關(guān)閉后同時(shí)所述焊接工件停止旋轉(zhuǎn)后，所述焊接保護(hù)氣體維持25～50秒后停止送氣。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單鎢極大電流高頻雙脈沖雙熱絲堆焊方法。本發(fā)明采用高頻雙脈沖電流作為焊接的主焊接電流，同時(shí)限定大脈沖電流階段和小脈沖電流階段的脈沖頻率≥5000Hz，能夠使電弧壓力隨著脈沖電流頻率的增大而減小，從而本發(fā)明能夠控制在電弧電壓≤25V時(shí)進(jìn)行大電流的焊接，因此減少了高速焊駝峰焊道的發(fā)生。本發(fā)明采用高頻的雙脈沖電流，能夠有效減小熔池的間距，從而不容易出現(xiàn)未熔合缺陷；同時(shí)高頻的雙脈沖電流能夠引起熔池震蕩，具有細(xì)化晶粒和減少氣孔作用。本發(fā)明采用兩路送絲相比于單路送絲，其熔覆率更高，稀釋率更低，對(duì)于堆焊應(yīng)用具有實(shí)際意義。

技術(shù)研發(fā)人員：張焱,費(fèi)大奎,方乃文,楊戰(zhàn)利,滕彬,楊澤坤,李榮,靳彤,趙樹全,任文博,張鋒,陳振偉,原興山,李洪濤,馮德新,陳計(jì)澎,曹永,付傲,喬永輝,王春強(qiáng)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國機(jī)械總院集團(tuán)哈爾濱焊接研究所有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9