[发明专利]基于K-TIG的双面双弧穿孔焊接方法

说明书

本发明属于焊接技术领域，公开了一种基于K‑TIG的双面双弧穿孔焊接方法，该方法将K‑TIG焊枪和GTAW焊枪相对地置于被焊件对接缝的两侧，K‑TIG焊枪与焊机电源的负极相连，GTAW焊枪与焊机电源的正极相连，K‑TIG焊枪和GTAW焊枪同时对被焊件对接缝的同一位置进行焊接，其中K‑TIG焊枪的喷头垂直于被焊件对接缝的焊接位置，使焊接电弧穿过焊缝小孔。本发明将原有的K‑TIG工艺与双面双弧穿孔焊工艺结合起来，解决K‑TIG焊只能对低热导率的工件进行稳定穿孔焊接的问题，大幅度降低穿孔电流，还能通过双面电弧焊工艺来降低工件的变形程度。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体的说，是涉及一种基于K-TIG的焊接方法。

背景技术

K-TIG(锁孔高效熔深氩弧焊焊枪)是一种基于传统TIG焊枪，通过水冷钨极产生阴极收缩效应，配合较大焊接电流的新型穿孔焊接工艺方法。经过大量的工艺试验证明：K-TIG焊接工艺适合于焊接低热导率的金属材料，但由于采用的自由电弧平均能量密度低，小孔稳定性随工件热导率的增加而恶化。在焊接中厚板时，电弧收缩程度不够，不利于形成稳定的穿透小孔，所以K-TIG焊接工艺得到合格焊缝的工艺窗口较小。因此，需要进一步改进K-TIG焊接工艺，能够有效地调控焊接电弧形态，保证小孔的稳定性。

改善电弧特性，提高其能量密度，能够提高穿孔稳定性。目前尝试了两种方案：一种是通过尖角磁场收缩电弧，由于外加环形磁场能够沿电弧周长对电弧产生作用力，因此将环形磁场加载在K-TIG电弧上，通过改变磁场的强度和分布，能够调节电弧的形态和电弧特性，通过施加双尖角磁场，电弧的剖面由圆形变为椭圆形；同时持续通冷却水并始终充满装置的腔体，对永磁铁进行持续降温。经过实验表明：优化磁场后，穿孔焊接阈值电流能降低60A。另一种是采用高频电流收缩电弧，能将穿孔阈值电流降低90A。虽然高频电弧虽然能有效地进行穿孔焊接，但存在焊接设备复杂，成本较高，对大电弧的收缩也有限等问题。

发明内容

本发明要解决的是K-TIG焊中小孔稳定性随着工件热导率的增加而恶化的技术问题，提供了一种基于K-TIG的双面双弧穿孔焊接方法，将原有的K-TIG工艺与双面双弧穿孔焊工艺结合起来，大幅度降低穿孔电流，增强小孔的稳定性以及扩大工艺窗口，同时减小工件的变形。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种基于K-TIG的双面双弧穿孔焊接方法，该方法将K-TIG焊枪(锁孔高效熔深氩弧焊焊枪)和GTAW焊枪(钨极惰性气体保护焊焊枪)相对地置于被焊件对接缝的两侧，所述K-TIG焊枪与焊机电源的负极相连，所述GTAW焊枪与所述焊机电源的正极相连，所述K-TIG焊枪和所述GTAW焊枪同时对被焊件对接缝进行焊接，其中所述K-TIG焊枪的喷头垂直于被焊件对接缝的焊接位置，使焊接电弧穿过焊缝小孔。

进一步地，所述K-TIG焊枪采用尖头钨针，所述GTAW焊枪采用钝头钨针。

进一步地，所述GTAW焊枪的喷嘴向焊接方向的反方向倾斜，并且所述GTAW焊枪的喷嘴对准被焊件对接缝的焊接位置。

进一步地，所述GTAW焊枪的喷嘴向焊接方向的反方向偏离工件表面法线0～60°。

本发明的有益效果是：

本发明的基于K-TIG的双面双弧穿孔焊接方法，将原有的K-TIG工艺与双面双弧穿孔焊工艺结合起来，解决K-TIG焊只能对低热导率的工件进行稳定穿孔焊接的问题，大幅度降低穿孔电流，还能通过双面电弧焊工艺来降低工件的变形程度。

本发明将K-TIG焊枪和GTAW焊枪相对地置于被焊件对接缝的两侧，且两把焊枪分别与同一焊机电源的两极直接相连，使焊接电流可穿过小孔焊缝，同时产生了一个磁场，使得弧柱中带电粒子的洛伦兹力显著增加，从而增强对电弧的电磁收缩效应，使能量更集中，电弧力增强，相比于单焊枪单电弧焊接工艺，大幅度降低焊接电流，并降低焊接热输入，减小焊接应力和变形。

附图说明