[发明专利]一种熔丝钨极氩弧焊方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种以熔化的液态金属作为填充材料的高效钨极氩弧焊方法。

背景技术

钨极氩弧焊(TIG焊)采用不熔化的钨极作为电极和工件之间建立电弧进行焊接，电弧燃烧非常稳定，具有电弧稳定、无飞溅、焊接质量高、几乎可以焊接任何金属和合金的特点，是一种应用非常广泛的焊接方法。但这种焊接方法的焊接效率较低，通常只用于薄板焊接和厚板的打底焊接。TIG焊可以不填丝进行焊接，也可以填丝进行焊接。填丝方式可以是手工填丝，也可以自动送丝。所填焊丝在电弧中熔化，进入熔池金属，凝固后形成焊缝。焊丝受弧柱区加热，难以快速熔化，焊接效率难以大幅度提高。

随着焊接技术的发展，工业生产中焊接结构所占的比例不断增加，特别是大量厚板焊接结构的出现，导致对高效焊接技术的需求与日俱增。

熔化极气体保护焊(MIG/MAG焊)采用熔化的金属丝作为电极和工件之间建立电弧进行焊接，焊丝作为电弧的一极在电弧作用下快速熔化，进入熔池金属，凝固后形成焊缝。MIG/MAG焊中焊丝熔化速度快，属于高效焊接方法。但这种焊接方法中电弧建立在动态熔化的焊丝端部和工件之间，焊丝的熔化速度、熔滴过渡方式直接影响焊接电弧的长度和稳定性。任何条件的波动都会造成电弧的不稳定。因此这种方法和TIG焊相比，存在电弧稳定性不好、有飞溅、焊接质量不够好的缺点。为了进一步提高MIG/MAG焊的焊接效率，研究工作者还开发了各种高效焊接方法，如双丝焊、4元混合气体保护MAG焊、磁控大电流焊、激光-MIG复合焊、旁路耦合电弧GMAW焊(此为MIG/MAG焊的另一种缩写方式)等。这些方法进一步提高了MIG/MAG焊的焊接效率，但并没有解决电弧稳定性、飞溅、焊接质量等问题。

热丝TIG焊是为提高TIG焊的焊接效率而开发的一种焊接方法。这种焊接方法开发于1956年，在二十世纪八十年代首先在美国的焊接生产中获得成功应用。热丝TIG焊是一种填丝TIG方法。在这种方法中，在焊丝被送入熔池前，采用独立的电源以电阻加热的方式对焊丝进行加热。送入熔池的焊丝是高温的热焊丝，加快了焊丝的熔化速度，从而提高了焊接效率。与普通冷丝TIG焊相比，热丝TIG焊的熔敷效率可以提高近1倍，与MIG/MAG焊接近，同时又有传统TIG焊的优点，电弧稳定性高、焊接过程无飞溅，焊缝质量好、成形美观。但热丝TIG焊由于采用电阻加热焊丝，比较适合于电阻率大的材料，如碳钢、低合金钢的焊接，而不适合于铝合金、铜合金等电阻率低的合金的焊接。为进行低电阻率合金的热丝TIG焊，研究工作者又开发了高频感应热丝TIG焊、电弧热丝TIG焊等方法。但由于需要利用工件接负时的阴极清理作用，焊接铝合金需要使用交流电源。要想采用电弧热丝TIG焊焊接铝合金，加热电源也要采用交流电源，并且要和焊接电源波形严格同步。控制上的复杂性，导致到目前为止，热丝TIG焊中还只有高频感应热丝TIG焊在铝合金焊接上获得了成功的尝试。

发明内容

本发明是为了克服TIG焊焊接效率低，MIG/MAG焊电弧稳定性不好、有飞溅、焊接质量不如TIG焊好的缺点，开发出的一种熔丝钨极氩弧焊方法。

采用的技术方案是：

一种熔丝钨极氩弧焊方法，包括下述步骤：

步骤一：焊机的选用及装配方法：

选用的焊机为本申请人开发的熔丝钨极氩弧焊机。

熔丝钨极氩弧焊机的组成如图1所示。主要功能单元包括：高频引弧器，熔丝钨极氩弧焊电源，熔丝钨极氩弧焊枪，熔丝供给器，送丝机，熔丝电流调节器和焊接电流调节器。

上述熔丝钨极氩弧焊电源为直流熔丝钨极氩弧焊电源或交流熔丝钨极氩弧焊电源。上述功能单元的装配关系有以下两种方式。

其一是：熔丝钨极氩弧焊枪与直流熔丝钨极氩弧焊电源的负极连接，熔丝供给器通过熔丝电流调节器与直流熔丝钨极氩弧焊电源的正极连接，工件通过焊接电流调节器与熔丝供给器、熔丝电流调节器并联，连接到直流熔丝钨极氩弧焊电源的正极。这种装配方法适用于进行直流熔丝钨极氩弧焊接。

其二是：熔丝钨极氩弧焊枪与交流熔丝钨极氩弧焊电源的一极连接，熔丝供给器通过熔丝电流调节器与交流熔丝钨极氩弧焊电源的另外一极连接，工件通过焊接电流调节器与熔丝供给器、熔丝电流调节器并联。这种装配方法适用于进行交流熔丝钨极氩弧焊接。

上述二种装配关系中的熔丝供给器与熔丝钨极氩弧焊枪为刚性固定。熔丝供给器与熔丝钨极氩弧焊枪间夹角为60-90°，熔丝供给器中的焊丝端部与熔丝钨极氩弧焊枪中钨极的端部距离为1-5mm，并且钨极的端部位于焊丝送进路线上。