[发明专利]锁孔TIG和MIG电弧耦合复合焊接装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接设备技术领域，涉及一种锁孔TIG和MIG电弧耦合复合焊接装置。

背景技术

1972年，荷兰Philips公司的Essers等人提出了将等离子弧和MIG电弧耦合在一起的概念。1995年，乌克兰巴顿焊接研究所提出将等离子弧和MIG电弧进行旁轴复合，研制出Super-MIG复合焊接设备，焊缝成型美观，得到合理的深宽比焊缝，保证焊接质量。但是该设备核心技术受限于国外，焊接设备成本较高。

日本学者Kanemaru提出TIG-MIG复合焊接方法，复合后TIG电弧和MIG电弧稳定，飞溅较小，焊缝成型美观，解决TIG焊效率低，MIG电弧不稳定问题。但存在熔深较浅等问题，对于厚板需要开剖口或者多层多道焊。

发明内容

本发明的目的是要解决现有技术存在的问题，提出一种技术方案锁孔TIG和MIG电弧耦合复合焊接装置，包括TIG焊枪、MIG焊枪、焊接底座、保护气罩、焊接支架、冷却水装置、气体送给装置和保护气罩，TIG焊枪和MIG焊枪固定连接组成锁孔TIG和MIG复合焊炬，TIG焊枪和MIG焊枪有一定角度，角度可调，锁孔TIG和MIG复合焊炬贯穿焊接底座，焊接底座与焊接支架固定连接，保护气罩与焊接底座固定连接。

TIG焊枪包括中心钨极，MIG焊枪与中心钨极中心轴线夹角范围为30~60°。

锁孔TIG和MIG焊接电源包括两个模块，采用两个独立的焊接电源，锁孔TIG采用直流正接，MIG采用直流反接。

锁孔TIG和MIG复合焊矩固定在焊接底座或焊接支架上。

焊接底座与焊接支架螺栓连接，保护气罩与焊接底座螺钉连接。

气体送给装置传送保护气，保护气采用纯Ar气，流量为15-20L/min。

MIG焊焊丝采用碳钢焊丝ER50-6，直径为1.2mm。

锁孔TIG和MIG电弧耦合复合焊接方法，包括以下步骤：

（1）打开气体送给装置、冷却水装置；

（2）设置焊接参数，调整焊接姿态，锁孔TIG中心钨极垂直于焊接工件，MIG焊枪与中心钨极中心轴线夹角β范围为30~60°；

（3）调节焊接装置，距离焊接工件3-7mm，启动锁孔TIG焊接电源，待锁孔TIG电弧稳定后，启动MIG焊接电源；

（4）焊接完成后，依次关闭焊接电源、保护气装置、冷却装置。

本发明的焊接装置，将锁孔TIG电弧和MIG电弧耦合在一起，沿焊接方向，锁孔TIG电弧在MIG电弧前方实现穿孔性焊接，同时预热工件，MIG电弧在后填充金属盖面，实现共熔池耦合焊接，耦合后焊接效率大于单把焊枪，实现1+1>2的焊接效果，焊缝成型美观、均匀细腻，保证焊接接头质量。在共熔池作用下，锁孔TIG电弧和MIG电弧优势互补，提高电弧能量，得到合理深宽比焊缝；焊接过程中同时存在两个电弧，共熔池时间较长利于气孔排出，提高焊接质量；焊接设备成本较低。

附图说明

图1：本发明的锁孔TIG和MIG电弧耦合复合焊接装置结构示意图；

图2：本发明的锁孔TIG和MIG电弧耦合复合焊接装置应用示意图。

其中：1.保护气罩，2. MIG焊枪，3.焊接支架，4.焊接底座，5.中心钨极，6.工件。

具体实施方式

如图1-2所示，本发明的锁孔TIG和MIG电弧耦合复合焊接装置，包括中心钨极5、MIG焊枪2、焊接底座4、保护气罩1、焊接支架3。中心钨极5和MIG焊枪2共同组成锁孔TIG-MIG复合焊炬，锁孔TIG-MIG复合焊炬贯穿焊接底4，通过螺栓连接将焊接底座4固定在焊接支架3上，保护气罩1通过螺钉连接固定在焊接底座4上。

本焊接装置焊接电源包括TIG焊机电源和MIG焊接电源，锁孔TIG采用直流正接，MIG采用直流反接，分别为锁孔TIG和MIG供电；保护气供给装置为锁孔TIG以及整个焊枪提供保护气；焊接装置可以与机器人连接，实现自动化操作。在焊接时，中心钨极垂直于焊接工件，MIG焊矩与中心钨极中心轴线夹角范围为30~60°。焊接过程中，沿着焊接方向，锁孔TIG电弧在前，预热工件，形成一定深度的匙孔，MIG电弧在后，填充金属；保护气采用纯Ar气，流量为15-20L/min，MIG焊焊丝采用碳钢焊丝ER50-6，直径为1.2mm。

锁孔TIG和MIG电弧耦合复合焊接装置及方法，包括以下步骤：

（1）打开气体送给装置、冷却水装置；

（2）设置焊接参数，调整焊接姿态，中心钨极垂直于焊接工件，MIG焊枪和中心钨极中心轴线夹角为30~60°；