[实用新型]一种铝合金双丝双脉冲数字化软开关逆变焊接电源

说明书

技术领域

本实用新型属于铝合金高速弧焊加工技术领域，特别涉及铝合金双丝双脉冲焊接技术领域，具体是指一种铝合金双丝双脉冲数字化软开关逆变焊接电源。

背景技术

铝及其合金不仅具有比重小、强度高、抗腐蚀性能强的特点，并且拥有优良的挤压性能、良好的可焊性、较高的比强，所以近年来已经被广泛应用在航空、航天、核能以及军事工业等各个领域，而随之相应的铝合金焊接技术也在突飞猛进的发展。

按照现有技术，铝及铝合金其焊接工艺和方法除了直流单脉冲MIG焊以外，还有以下几种。

(1)TIG焊(Tungsten Inert Gas)

TIG焊是铝合金焊接中应用最广的一种焊接方法。从焊接工艺特点分为直流正接TIG焊、直流反接TIG焊和交流TIG铝焊。直流正接TIG焊，钨极可以承受很大的电流而不被烧损，长时期保持钨极端部形状的稳定性，易于获得性能一致的焊接接头，但是没有阴极雾化作用，不易清除掉焊接过程中产生的氧化膜。直流反接TIG焊，铝合金表面阴极斑点能量密度高，并且氧化膜的电子逸出功小，电弧阴极斑点容易在它上面建立，受到质量很大的正离子的撞击时，表面氧化膜破碎蒸发被清除掉，从而达到阴极清理的目的。交流TIG铝焊较好的熔深和清除氧化膜分别是正、负极性钨极气保焊的基本特性，使用交流电源的钨极气保焊在这两种特性上取得了平衡，在正极性的半周，电弧有效地破除了附着在材料表面的氧化铝薄膜，而在负极性的半周，则将材料熔合。

(2)交流MIG焊

交流MIG焊发展较早，它可以有效克服直流电弧的磁偏吹。交流MIG焊可以看成是交替切换DCEP PMIG电弧及DCEN PMIG电弧形成的。它的电弧力及电弧热的特点介于DCEP PMIG及DCEN PMIG之间，其熔深介于二者之间，有利于稳定焊接过程及焊接质量。在许多国家，特别是日本，仍在不断的加强、完善它，如过零技术、起弧技术等等。交流MIG焊可用于焊非常薄的铝板。焊丝位于负极时，可加快焊丝的熔化速度。当焊丝为正极时，可实现阴极破碎作用，因此可很灵活地调节电流波形来满足焊接现场的要求。

(3)铝合金变极性等离子弧焊(VPPA)

在航空、航天领域，飞行器的制造过程经常涉及到铝合金厚件的焊接，由于TIG焊热效率较低，一般只能焊接3mm以下的铝合金板材，厚度增加必须开坡口，厚度达到一定值时需要采用多层焊的方法，大大降低了生产效率，且电极烧损较快。采用变极性等离子弧焊技术能有效地解决上述问题。变极性等离子弧焊接方法与钨极氩弧焊(电弧温度8000K)相比较，具有能量集中、电弧温度高(16000～33000K)、穿透性强、稳定性好、焊接速度快等特点，焊缝质量好、热影响区小，变形小等优点，能一次性焊透12mm的铝合金板材，而不用开坡口，大大提高了焊接生产效率。通过小孔型立焊工艺可消除气孔等焊接缺陷，实现“无缺陷”焊接，从而可解决长期以来难以解决的铝合金构件焊接质量不稳定的问题。

(4)低频调制型脉冲焊(双脉冲MIG焊)

低频调制型脉冲焊是用0.5-50Hz的低频脉冲对频率较高的单位脉冲(控制熔滴过渡的脉冲)的峰值和时间进行调制，使单位脉冲的强度在强和弱之间低频周期性切换，得到周期性变化的强弱脉冲群，电弧力和热输入相应地也随低频调制频率而变化。用于焊铝及其合金，不仅能获得鱼鳞状焊缝表面，而且能扩大可焊焊接接头的间隙变化范围，减少焊接气孔，细化焊缝晶粒，降低焊缝裂纹敏感性。

(5)激光焊

用于铝合金的激光焊设备从介质上分，主要有两种，一种是CO₂激光装置，目前已开发用于工业焊接的整机功率已达45KW；另一种是一个带钇铝石榴石涂层的钕单晶棒的激光Nd:YAG装置，已开发的整机功率已达5KW。激光焊的主要特点是焊速高，变形小，较易实现焊接的自动化，例如铝制汽车车体的焊接。激光焊用于钢铁件的焊接是非常成功的，但用于铝的焊接工作时，就会出现问题。由于铝件表面对激光的反射作用以及铝的高热传导率，需要增大激光能量密度，在有的激光装置中，经过聚焦，其能量密度已大于107W/cm²。在CO₂激光装置中，能量密度应大于4×106W/cm²，否则焊束缺乏穿透力；焊缝气孔较多，并且容易产生裂纹。在Nd:YAG激光装置中，由于所产生的激光波长较短，为1.06μm，铝合金表面对其产生的反射作用较小，所以以上问题尚不突出。