[发明专利]低频声场摆动电弧熔化极气体保护焊焊接装置及方法

说明书

本发明属于焊接设备技术领域，公开了一种低频声场摆动电弧熔化极气体保护焊焊接装置及方法,包括焊枪、连接件、气罩、导电嘴、与导电嘴连接的焊丝、导杆和声波发生器，气罩设有进气口，焊枪设有电气连接口。本技术方案将声波发生器产生的声波经导杆传递给导电嘴，由导电嘴带动焊丝作钟摆运动，通过焊丝的摆动有利于电弧对侧壁的加热，改善了原有窄间隙焊接技术难以克服的冷壁缺陷及侧壁融合不良的问题，同时简化了原有窄间隙焊接设备的复杂结构，降低了设备成本。本发明用于窄间隙焊接。

技术领域

本发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种低频声场摆动电弧熔化极气体保护焊焊接装置及方法。

背景技术

随着工业科技的飞速发展，窄间隙焊接技术已经成为现代工业生产中厚板结构焊接的首选技术，其技术和经济优势决定了它是今后厚板焊接技术发展的主要方向之一。窄间隙气体保护熔化极焊接将常规的焊接工艺与窄间隙坡口相结合，通过专门的装置和控制技术而集成的一种新型焊接技术。由于窄间隙坡口大大降低了焊缝的填充量，提高了焊接效率和焊接接头性能，如延迟裂纹、回火脆化能力，冲击韧性等，成为一种高效、高质、节能的焊接方法。

为实现在窄小的坡口内实现高质量、稳定的焊接，就必须解决坡口两侧冷壁缺陷及熔合不良的问题。为了解决上述问题，各国焊接工作者提出过很多办法，其中包括摆动电弧、旋转电弧、双丝等。摆动焊接技术广泛应用于焊接领域中，其通过改变摆动参数调整对侧壁的热输入。但大多数摆动电弧的装置结构较为复杂，成本较高，限制了其实际应用。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术问题，提供低频声场摆动电弧熔化极气体保护焊焊接装置及方法，通过以下方案实现。

低频声场摆动电弧熔化极气体保护焊焊接装置及方法，其包括连接件、熔化极焊枪、气罩、导电嘴、焊丝、声波发生器、导杆，摆动电弧，导电通道及气体通道。其中连接件与上方的熔化极焊枪和下方的导电嘴均通过锁紧顶丝紧固连接，导电嘴外侧的气罩与上方连接件通过螺纹相连，导杆穿过气罩上的孔与两端的声波发生器及导电嘴通过螺纹连接。本技术方案存在等同替换方案，但基于本实验方案提出的等同替换方案并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。由声波发生器发生声波，经导杆传递给导电嘴和焊丝，使得带电粒子及熔滴颗粒在声波激励下，运动的幅度不同，产生相互碰撞，合成更大的颗粒；同时，焊丝随声波做往复运动，熔滴颗粒及带电粒子被甩来甩去，焊丝在不同相位时速度不同，但相位中心点速度不变，保证了焊丝以恒定的振幅摆动。

导电嘴上方存在连接件，电弧以其为摆动中心作钟摆运动。

声波发生器产生的声波为低频正弦波，频率为1-50hz。

连接件为特制的“8”字形联轴器或弹簧联轴器，用以连接熔化极焊枪枪体及下方的导电嘴。

声波发生器由电源、控制电路、振荡电路及电声转换器组成，其中电源给控制电路、振荡电路及电声转换器供电，由控制电路、振荡电路及电声转换器控制输出声波的强度和频率。

导电嘴及焊丝的摆动幅度由声波发生器输出声波的强度决定，摆动频率由输出声波的频率决定。

导杆材质为高强度绝缘材料。

低频声场调控式摆动电弧熔化极气体保护焊焊接方法步骤如下：焊前依次确认导电通道连通，气体通道效果；焊接时依次建立电、气连接，开启气路阀门开关，启动电源，设定合适的参数；开启声波发生器电源，将声波频率和声波强度调至合适参数，使焊丝做钟摆运动；开启焊接开关，实现摆动电弧状态下稳定的窄间隙熔化极气体保护焊。

本技术方案将声波发生器产生的声波经导杆传递给导电嘴，由导电嘴带动焊丝作钟摆运动，通过焊丝的摆动有利于电弧对侧壁的加热，改善了原有窄间隙焊接技术难以克服的冷壁缺陷及侧壁融合不良的问题，同时简化了原有窄间隙焊接设备的复杂结构，降低了设备成本。本发明用于窄间隙焊接。

附图说明