[发明专利]多态双丝电弧焊接装置及焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及多态双丝电弧焊接装置及焊接方法，属于熔化极电弧焊接技术领域。

背景技术

为了提高焊接效率，熔化极电弧焊接成为首选方法。对于熔化极电弧焊接，其焊接效率主要取决于焊丝的熔敷率，即单位时间焊丝的熔化量，因此提高焊接效率的关键是提高焊丝熔敷率。

为了大幅度地提高熔化极电弧焊接的焊接效率，采用双丝电弧进行焊接无疑是最有效的技术手段。双丝焊接方法不仅可以有效地提高焊丝熔敷率，而且可以提供更多的技术手段用于控制焊接热输入。目前，由于对焊接热输入敏感的高强钢的广泛使用，降低焊接热输入也已经成为一个重要的问题。但是现有的电弧焊接方法中，因为用于熔化焊丝的电流即为加热焊接工件的电流，所以焊丝熔敷率与焊接热输入之间必定是保持着固定的比例关系，这种固定的比例关系造成了提高焊丝熔敷率与降低焊接热输入之间的矛盾。

发明内容

本发明是为了解决现有电弧焊接方法中，由于焊丝熔敷率与焊接热输入之间具有固定的比例关系，造成提高焊丝熔敷率与降低焊接热输入之间存在矛盾的问题，提供了一种多态双丝电弧焊接装置及焊接方法。

本发明所述多态双丝电弧焊接装置，它包括第一直流脉冲电源、第二直流脉冲电源、可变极性焊接电源、第一送丝机构、第二送丝机构、第一导电嘴、第二导电嘴、第一焊丝和第二焊丝，

第一直流脉冲电源的正极连接可变极性焊接电源的P极，可变极性焊接电源的N极连接第二直流脉冲电源的正极，第二直流脉冲电源的负极连接第一直流脉冲电源的负极后连接待焊接工件的一侧面的中心，该待焊接工件的一侧面为与焊接面相对的侧面；

第一直流脉冲电源的正极连接第一导电嘴，第一焊丝通过第一送丝机构自动送进第一导电嘴；第二直流脉冲电源的正极连接第二导电嘴，第二焊丝通过第二送丝机构自动送进第二导电嘴，并且第一焊丝与第二焊丝之间的夹角α为0°-90°，第一焊丝与第二焊丝的末端分别靠近待焊接工件的焊接面；

第一直流脉冲电源、第一焊丝和待焊接工件形成电弧焊接左回路，第一焊丝和待焊接工件之间形成左主电弧A；第二直流脉冲电源、第二焊丝和待焊接工件形成电弧焊接右回路，第二焊丝和待焊接工件形成右主电弧B；可变极性焊接电源、第一焊丝和第二焊丝形成分流回路，第一焊丝和第二焊丝的末端之间形成间接电弧C。

所述第一直流脉冲电源和第二直流脉冲电源均为直流脉冲电源，第一直流脉冲电源、第二直流脉冲电源和可变极性焊接电源均具有恒流输出特性、恒压输出特性和高阻输出特性。

基于上述多态双丝电弧焊接装置的多态双丝电弧焊接方法，它包括以下两个阶段：

第一阶段：

使第一直流脉冲电源为恒压输出，第二直流脉冲电源为高阻输出，可变极性焊接电源的P极为正极，N极为负极，此时，第一直流脉冲电源在第一焊丝和待焊接工件之间形成左主电弧A；可变极性焊接电源在第一焊丝和第二焊丝的末端之间形成间接电弧C；则流经第一焊丝的电流为由第一直流脉冲电源产生的电流I1与可变极性焊接电源产生的电流I3P的和，流经第二焊丝的电流为由可变极性焊接电源产生的电流I3N，并且I3N＝I3P，此时流经第一焊丝和第二焊丝的总电流为：I1+I3P+I3N；流经待焊接工件的电流为由第一直流脉冲电源产生的电流I1，根据流经第一焊丝和第二焊丝的总电流与流经待焊接工件的电流的对比，通过调节由可变极性焊接电源产生的电流，来调节流经第一焊丝和第二焊丝的总电流与流经待焊接工件的电流的比例；

第二阶段：

使第二直流脉冲电源为恒压输出，第一直流脉冲电源为高阻输出，可变极性焊接电源的P极为负极，N极为正极，此时，第二直流脉冲电源在第二焊丝和待焊接工件之间形成右主电弧B；可变极性焊接电源在第一焊丝和第二焊丝的末端之间形成间接电弧C；则流经第二焊丝的电流为由第二直流脉冲电源产生的电流I2与可变极性焊接电源产生的电流I3N的和，流经第一焊丝的电流为由可变极性焊接电源产生的电流I3P，并且I3N＝I3P，此时，流经第一焊丝和第二焊丝的总电流为：I2+I3N+I3P；流经待焊接工件的电流为由第二直流脉冲电源产生的电流I2，根据流经第一焊丝和第二焊丝的总电流与流经待焊接工件的电流的对比，通过调节由可变极性焊接电源产生的电流，来调节流经第一焊丝和第二焊丝的总电流与流经待焊接工件的电流的比例；

上述第一阶段和第二阶段交替连续工作，则第一焊丝、第二焊丝和待焊接工件之间分别形成左主电弧A、右主电弧B和间接电弧C，即实现了多态双丝电弧的焊接。

所述焊接方法它还包括中间阶段，该中间阶段具体为：