[发明专利]一种厚板窄间隙钨极氩弧焊焊接工艺方法

说明书

本发明涉及一种厚板窄间隙钨极氩弧焊焊接工艺方法，属于窄间隙焊接技术领域，利用窄间隙钨极氩弧焊设备，采用非轴对称旋转钨极方式，进行超厚板(0‑300mm)、窄间隙(4‑10mm)的自动化焊接，步骤包括：(1)开坡口、坡口处理，(2)装夹窄间隙钨极氩弧焊设备，(3)安装钨极，设备编程，(4)定位：将焊枪钨极尖端移动至焊缝中心底部，气罩罩于焊缝上方，然后通过激光测距进行二次定位；(5)焊缝打底焊接：焊接过程中进行弧压及激光跟踪，保证钨极对中，利用交流脉冲热丝TIG焊接技术，通过调节焊接电流和脉冲频率来精确控制焊缝热输入，(6)分层填中焊接：(7)盖面焊接。相比较于普通钨极氩弧焊接又大大增加了可焊接板厚及生产效率和生产质量。

技术领域

本发明涉及一种厚板窄间隙钨极氩弧焊焊接工艺方法，属于窄间隙焊接技术领域。

背景技术

窄间隙焊接(narrow gap welding，NGW)主要是应用在厚板焊接，在焊接前，焊接接头位置不开坡口或者开小角度坡口，并留有窄而深的间隙，采用传统的焊接方法实现工件的高效率焊接。

目前窄间隙钨极氩弧焊接主要实现方法有三种：一种是通过倾斜钨极配合直钨极或是双钨极双焊接电源结构，此结构可以保证有效的侧壁熔合，但是结构复杂，可以施焊的间隙宽度范围有限。一种是通过倾斜钨极在间隙中摆动产生摆动电弧从而有效加热两边侧壁，但是同样存在着施焊间隙宽度范围有限以及设备结构复杂价格昂贵等问题。另外一种是通过外加约束的方法控制电弧的加热范围，包括外加横向磁场以及旋转陶瓷片约束电弧的方法，但是磁控电弧方法不能焊接易磁化的材料并且需要解决磁场发生电路的问题，旋转陶瓷片约束电弧方法焊接效率较低，并且需要定期更换陶瓷片，由于陶瓷片旋转引入空气对焊缝的气体保护也存在问题。

当前窄间隙钨极氩弧焊接设备大多数采用焊接小车沿着既定的轨道进行焊接，设备的自动化程度有限，在施焊过程中对于焊枪的位置、姿态调整有限，而窄间隙钨极氩弧焊接中电弧的形态与焊接过程中钨极的位置息息相关，因而为保证侧壁的有效熔合以及良好的焊缝成形，对焊接过程中焊枪的位置与姿态进行实时监控调整很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种厚板窄间隙钨极氩弧焊工艺方法，利用窄间隙钨极氩弧焊设备，采用非轴对称旋转钨极方式，进行超厚板(0-300mm)、窄间隙(4-10mm)的自动化焊接。

本发明的技术方案如下：

一种厚板窄间隙钨极氩弧焊焊接工艺方法，包括步骤如下：

(1)开坡口、坡口处理：根据板厚及其它工艺参数，选择单侧或者双侧开U型坡口，预留窄间隙4-10mm，预留钝边，坡口处打磨除锈；

(2)装夹：采用一种窄间隙钨极氩弧焊设备，设备包括机架、工作台、焊枪、送丝系统、水冷系统、激光传感器、弧压传感器；焊枪顶部通过进气管与气瓶连接，焊枪顶部通过电源导线与焊接电源连接，水冷系统包括进水管、回水管、水冷主机，焊枪顶部通过进水管和回水管与水冷主机相连，主要是对焊枪实现冷却功能，以保证本设备的长期稳定运行；送丝系统包括送丝机、导丝管、加持装置，送丝系统为焊接熔池处提供焊丝；送丝速度取决于焊缝宽度、焊接速度、电流、电压等；工作台用于放置待焊工件，机架上设有传动机构，传动机构与焊枪、送丝系统连接，传动机构用于带动焊枪、送丝系统在机架上移动；将待焊工件置于工作台，并用压紧块压紧，实现稳定装夹，装夹厚板，装夹误差小于1.5mm；

机架包括横梁、支腿，传动机构包括第一轨道滑块副、齿轮齿条副、第二轨道滑块副，横梁顶部设有第一轨道滑块副和齿轮齿条副，横梁侧面设有第二轨道滑块副，第一轨道滑块副和齿轮齿条副上方设有溜板，溜板通过第一轨道滑块副与横梁连接；溜板上方固定设有滑台组件1，滑台组件1固定于溜板上方，滑台组件1包括滑块座1，固定架固定于滑块座1上方，固定架为直角板；固定架侧面设有滑台组件2，滑台组件2包括滑块座2，焊枪固定于滑块座2侧方；