[其他]推拉短路过渡焊接方法及其脉动送丝机

说明书

用于ＣＯ_２气体保护焊接其特点是焊丝作周期性的往复脉动运动。每个周期内分前进、后退、停顿三个阶段。其中主要部分为停顿。熔滴靠焊丝急速前进运动被送向熔池，造成短路，然后又通过焊丝的快速后退，与焊丝脱离，完成熔滴过渡。由于使焊接规范的选择摆脱了因熔滴过渡所受到的限制。为减少飞溅，改善成型，改进空间位置焊接性能提供了可能。所提供的脉动送丝机能准确地完成焊丝往复脉动运动。

本发明用于CO₂气体保护焊中。

CO₂气体保护焊有许多优点，但也存在着较严重的缺点，即飞溅大、成型差。为了降低飞溅，需要采用较低的电弧电压，使熔滴经常与熔池短路而过渡。为限制短路飞溅，一般需在焊接回路中加合适的感抗L。提高电弧电压能改善焊缝成型，但这样熔滴就不易与熔池短路，形成自由过渡，使飞溅大为增加。

大量的科研工作表明：在短路过渡时，飞溅的主要来源是短路后期跨连熔池与焊丝之间的液态金属小桥爆炸所引起的。此外也有在熔滴刚接触熔池的最初瞬间，接触处电流突然猛增，产生爆炸，使整个熔滴从熔池表面弹走，飞离熔池而引起的。

为了使熔滴能顺利有力地过渡到熔池中去，苏联“自动焊”杂志77年第1期巴东等人提出了一种在一般的等速送丝基础上又叠加上一个前冲运动的脉动送丝焊接方法，焊丝的脉动运动靠两套“三钢球”夹头实现，其中一套作前后往复运动，另一套静止不动，前一套前进时夹持焊丝共同前进，后退时因焊丝被另一套夹头所夹持不能后退，只能沿焊丝向后滑行。作脉动运动的焊丝使熔滴得到了前冲的动能，使熔滴容易过渡到熔池中去，但单纯依靠前冲，除非焊丝脉动的瞬间速度相当高，否则是很难使熔滴脱离焊丝的。

在焊接学报84年第1期王其隆等人的脉动送丝焊接方法中，当焊丝末端形成一定大小的熔滴后，焊丝被快速地送向熔池，熔滴与熔池短路。短路过后电弧又重新引燃，过程重复进行。本方法中由于必须为使与熔池短路的熔滴脱离焊丝提供足够的电磁收缩力，所以短路电流不能下降过多，否则短路时间会显著延长，过程恶化。

本发明的目的在于使任何焊接条件下，熔滴都以一种特殊的短路过渡方式进行。在这种短路过渡中，熔滴在焊丝端部成长到一定尺寸后，靠焊丝突然的急速前进运动被送向熔池，与熔池接触，造成短路。然后，焊丝又立即快速后退。这样，由于熔池的表面张力作用，熔滴液态金属大部分被留在熔池中，短路破坏，电弧重新引燃，在以后较长的时间里，焊丝静止不动，直到熔滴又逐渐长大到一定尺寸后，焊丝又突然急速前进，过程重复进行。在这种焊接方法中，熔滴过渡是靠焊丝的机械运动被迫地送到熔池中去，然后又靠焊丝的快速后退而脱离焊丝的。不管焊接规范如电弧电压、电流、极性、空间位置如何，熔滴都能按所规定的频率稳定可靠有规律地过渡。这样做使焊接规范的选择摆脱了因熔滴过渡所受到的限制，允许范围大为加宽，从而能达到降低飞溅，改善成型，改进空间位置焊接性能，提高熔敷效率的目的。

图1为本方法的工作原理图，当焊丝头上的熔滴长大到一定尺寸，如与焊丝直径相接近时②，焊丝开始迅速前进，熔滴与熔池接触，电弧被短路③，由于熔池的表面张力作用，熔滴液态金属涌向熔池。短路后焊丝立即快速回退，溶滴在与焊丝连结处被拉断，电弧重新引燃④。当焊丝退到一定程度后，就停止不动⑤。以后焊丝不断熔化，熔滴长大，电弧也被拉长⑥，当熔滴长大到又接近焊丝直径时，⑦及①，过程又重复开始。焊丝前进量δ_f与焊丝后退量δ_b之差为每个脉动周期中实际的送丝步距δ，为保证熔滴过渡迅速有力，焊丝运动时间应尽可能地短，如占整个周期的三分之一左右。焊丝脉动频率每秒20次左右。

这种方式的短路过渡与一般等速送丝中由于熔滴长大而与熔池接触的随机性短路过渡不同，与一般焊丝只是脉动地前进使熔滴与熔池强制地短路过渡也不同。这里熔滴是被焊丝推到熔池中去，然后又是被焊丝后退所拉断的，因此这种短路过渡叫做推拉短路过渡。这种方法叫做推拉短路过渡焊接法。

推拉短路过渡要求特殊的送丝机。图2是这种送丝机的结构。