[发明专利]一种并列三丝焊接系统及方法

说明书

本发明公开了一种并列三丝焊接系统及方法，包括宽规范焊接电源、具有三槽送丝轮的送丝机构、具有三孔导电嘴的焊枪。三条焊丝同时通过送丝机构被递送至焊枪，分别穿过导电嘴上三个独立、具有一定间距的孔，焊接电源输出的焊接波形通过导电嘴提供给焊丝，以同时使用三丝进行焊接。三丝末端熔化后，在电磁力作用下熔滴相互吸引，形成熔滴，随后平稳过渡到熔池中。单电源并列三丝系统提高了焊接效率，改善了电弧形状及焊缝熔深尺寸及轮廓，减少了焊接缺陷，提高了机械强度。同时，三焊丝采用一个送丝机构，送丝稳定，并通过一把常规焊枪，操作方便，焊枪可达性好，可同时满足手工、半自动及机器人焊接操作要求。

技术领域

本发明涉及焊接工程技术领域，尤其涉及一种并列三丝焊接系统及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

近年来，随着工业技术不断发展，大型结构件在船舶制造、建筑桥梁、重型装备、压力容器、轨道交通、油气管道等领域的应用越来越广泛。随着大型结构件产品、材料、使用条件的多种多样，强度等级较高、厚度较大的中厚板使用越来越多，而且对焊接质量要求也越来越高。所以在保证焊接质量前提下，提高焊接效率以满足现代制造业发展的需求是未来发展趋势之一。

提高中厚板焊接生产效率即提高焊丝熔敷率，目前普遍采用的方法为增大单丝焊接系统电流以熔化更多的焊丝量，或者采用双丝或多丝焊接系统。

对于单丝焊接系统，当焊接电流超过旋转喷射过渡的临界值，将进入不稳定的旋转射流过渡区，熔滴横向飞出熔池，焊接过程非常不稳定。而且焊接电流的增大，将出现不想得到的焊缝轮廓及截面，还易出现气孔等焊接缺陷。

与单丝焊相比，多丝高效熔化极气体保护焊在焊接效率、焊接热输入、熔池热量分布、气孔倾向等方面具有明显优势。

发明人检索发现，现有技术公开的双丝高速焊接系统，在焊接效率、焊接热输入、熔池热量分布、气孔倾向等方面具有明显优势。但是上述焊接系统采用两台电源，每根焊丝各自电源独立供电，系统集成复杂，需要对电弧进行精确的控制，否则电弧干扰严重。另外，其焊枪体积较大，结构复杂，灵活性差。同时，协同双丝系统投入成本太高，使该工艺的推广受到部分限制。

现有技术公开的单电源双丝焊接系统，两根焊丝共用一个电源，可以解决电弧干扰大的问题，但是在焊接过程中，双丝之间排布方式的变化将导致焊缝宽度、熔深不一致，致使焊接操作工艺参数调节复杂，严重时出现焊接缺陷。所以，在焊接过程中及更换配件时，由于焊丝排布位置易发生变化，导致该双丝系统焊接过程不稳定。

现有技术公开的单电源三丝埋弧焊枪，采用3套送丝机构和导电嘴，其中两丝接电源正极，一丝接电源负极，此种方式焊接熔深小，仅适合在母材表面堆焊；另外，其熔滴过渡方式为三丝分别过渡，三丝三弧，电弧之间容易出现相互干扰，控制过程复杂。

现有技术公开的三丝明弧焊接方法，焊接过程中三电弧采用直流和共熔池形式以提高焊接效率和焊接速度。但焊接时三根焊丝有三台独立的电源控制，实际上是三个熔化极电弧的简单叠加，电弧与电弧之间无法通讯，存在电弧可控性差，难以精确控制三根焊丝熔化及熔滴过渡的问题。

现有技术公开的双明弧加单填丝的三丝焊接方法，填充丝的位置与两弧之间的连线有微量间距，可通过微调该距离以实现控制熔池流动行为的作用，确保焊接质量。但是填充丝实际上是作为冷丝填入的，依靠双明弧的能量和熔池的热量熔化，因而当焊接参数较小时容易出现能量不够，填充丝熔化不充分，进而产生焊接缺陷的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种并列三丝焊接系统及方法，三条焊丝采用单电源供电，无电弧干扰问题，控制系统不复杂；三丝等间距分布，能够保证焊接宽度一致；在提高大电流焊接稳定性的同时，大幅增加了焊接熔敷效率。

在一些实施方式中，采用如下技术方案：