[发明专利]薄板气体保护焊冷弧焊的焊接方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及薄板构件焊接技术领域，具体说是薄板气体保护焊冷弧焊的焊接方法及装置。

背景技术

控制和消除薄板构件焊接应力和变形通常采用的方法可分为焊前措施和焊后措施两类。

焊前措施如预变形法、整体拉伸法、预置温度场等，利用对焊接区的反变形控制和补偿焊接时产生的不协调应变，来控制焊接残佘应力水平，防止焊接变形。

焊后消除已经发生的残余应力和变形的措施有：如滚压法、火焰矫正法、高温回火、振动法等，这些焊后措施在结构制造过程中增加了一道工序。

目前控制和消除焊接应力和变形的方法，有的需要繁杂庞大的设备，有的费力耗时，有的对焊接应力和变形的控制效果有限，并且都受结构焊缝形状复杂性的影响，应用范围受到限制。例如：在动态控制薄板构件低应力无变形焊接方法及其装置专利(专利申请号：93101690.8)中，采用可跟随焊接热源移动的急冷热潭装置，对仍处于高温状态的焊缝进行局部急速冷却，获得强烈的拉伸效应，定量地控制和补偿焊缝区的压缩塑性变形，降低残余应力水平，防止薄板构件焊后的失稳变形。其缺点在于：仅是通过对冷却后焊缝的局部急速冷却实现减小焊接变形的目的，不能实现焊接热输入的调整，而且需要一套比较复杂的冷却系统，操作不够灵活。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供薄板气体保护焊冷弧焊的焊接方法及装置，既可以通过减小焊接热输入实现对焊缝质量的控制和减小焊接变形的目的，又可以在焊缝形成后对焊缝的局部急速冷却，实现减小焊接变形的目的，而且操作更灵活。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

薄板气体保护焊冷弧焊的焊接装置，其特征在于，包括：

用于焊接焊件10上的焊缝9的焊枪1，焊枪1上设有熔化极焊丝或不熔化电极8；

所述焊枪1为双层保护气的焊枪，所述双层保护气的焊枪指：在普通焊枪气体保护罩的外面增设一个冷却气体保护罩；

贮存保护气体的气体气瓶7；

气体气瓶7经过减压阀6后，分成两条支路；

第一条支路直接连接到焊枪1，此支路为普通气体保护焊的气体通路，且第一条支路上设有一个气体流量计5；

第二条支路连接到气体冷却控制装置4，且第二条支路上也设有一个气体流量计5，气体冷却控制装置4的功能是冷却第二条支路输送来的保护气体，

气体冷却控制装置4通过低温气体软管3连接到低温气体阀门2，

低温气体阀门2连接到增设的冷却气体保护罩的冷却气体入口11。

在上述技术方案的基础上，所述气体气瓶7内装二氧化碳、氩气、氦气中的一种气体，或内装二氧化碳、氩气、氦气中的一种与氧气的混合气体，或内装二氧化碳、氩气、氦气中的两种以上气体，或内装二氧化碳、氩气、氦气中的两种以上与氧气的混合气体。

在上述技术方案的基础上，所述增设的冷却气体保护罩为整体式冷却气体保护罩，包括：

套装在普通焊枪气体保护罩17外表面的冷却气体保护罩14，在二者之间设有一层保温隔热石棉16；

冷却气体保护罩14上端嵌装有冷却气体分流器12，冷却气体分流器12上表面设有冷却气体入口11，

冷却气体入口11与冷却气体分流器12下表面的环形气体分流槽13连通，

环形气体分流槽13与设置于冷却气体保护罩14内的若干均匀分布的冷却气体通道15相连通，且冷却气体通道15平行于普通焊枪气体保护罩17外表面设置。

在上述技术方案的基础上，所述增设的冷却气体保护罩为分体式冷却气体保护罩，包括：

套装在普通焊枪气体保护罩17外表面的冷却气体保护罩14，在二者之间设有一层保温隔热石棉16；

冷却气体保护罩14上端嵌装有冷却气体分流器12，冷却气体分流器12上表面设有冷却气体入口11，

冷却气体入口11与冷却气体分流器12下表面的环形气体分流槽13连通，

环形气体分流槽13与设置于冷却气体保护罩14内的若干均匀分布的冷却气体通道15相连通，且冷却气体通道15平行于普通焊枪气体保护罩17外表面设置，

冷却气体通道15下端的开口与冷却气体导管18连通，

冷却气体导管18向普通焊枪气体保护罩17外侧倾斜设置。

在上述技术方案的基础上，气体冷却控制装置4采用CBE-34AF空气冷却机，或具有类似功能的其他型号的一般工业用气体冷却机器，或根据具体焊接要求由普通冷冻柜或超低温冷冻柜进行改造，其主要功能是将气体冷却到符合焊接要求的合适温度，而且温度的高低应根据控制焊接变形和焊缝质量的要求，在大于保护气体凝固点的范围内调整。