[发明专利]一种集成冷丝埋弧焊装置

说明书

本发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种多丝埋弧焊设备。一种集成冷丝埋弧焊接装置，包括两根起弧焊丝和一根冷丝，所述冷丝在高速振动下，进入起弧焊丝形成的熔池中。本发明的集成冷丝埋弧焊接装置，冷丝通过超声振动装置的高频振动搅动熔池，细化了晶粒，提高了焊缝的力学性能，并且超声振动对冷丝末端产生的横向剪力使电磁收缩力变小，电弧外扩；并且横向剪力作用于熔滴，加速了其过渡频率，促进了熔滴过渡，从而改变了焊缝的形貌，使焊缝变得平滑。

技术领域

本发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种多丝埋弧焊设备。

背景技术

埋弧焊作为最早获得应用的机械化焊接方法，是焊接生产中应用最广泛的工艺方法之一。由于焊接熔深大、生产效率高、机械化程度高，因而特别适用于中厚板长焊缝的焊接。在船舶压力容器、化工、桥梁、工程机械、冶金机械 以及海洋结构、核电设备等制造中，埋弧焊都是主要焊接生产手段。

超过90mm的中厚板的焊接在实际成产应用中越来越多，原有单丝埋弧焊和双丝埋弧焊虽可实现厚板的焊接，但厚板的多层多道焊接导致热输入量过大令焊缝组织晶粒粗大，降低了接头的力学性能。随着科技的发展，对生产效益的要求提高，埋弧自动焊已衍生出了多种形式，其中多丝和带极埋弧焊与单丝埋弧焊相比，大幅提高了焊接速度，提高了熔敷效率，增加了电弧功率，改善了焊缝质量。相对单丝埋弧焊，其特点在于焊接时将所需的能量分配到不同的焊丝上，因此使用相对较小的焊接电流和较大的焊接速度就可实现焊道的一次成形，在实际焊接过程中，可通过调节焊丝之间的排列方式、焊丝间距、焊丝倾角与电弧功率等来获得所需的焊缝形状与尺寸，多丝相辅相成，显著提高焊接生产效率和焊缝质量。

集成冷丝埋弧焊（ICE^TM）是在两根平行的热丝中间插入一根冷丝，利用热丝多余的热量来熔化焊丝。在焊接时。两根热丝由一个直流电机驱动以相同速度送丝，冷丝由一个独立的送丝机送丝，冷丝送丝速度可独立控制。该方法可大幅度提高焊接生产效率，增加焊接速度，降低焊剂消耗，实现高效高质量的低成本焊接。但该方法核心技术受限于国外，设备成本较高，此外，对于较大厚板时因冷丝消耗部分焊接热输入，导致焊接过程仍需多层多道，降低焊接效率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种新型埋弧焊接设备，该设备在两根与主电源连接的焊丝后方加入了一根不连接主电源的焊丝为冷丝，前方两焊丝形成电弧会对后方焊丝预热，同时附加的超声作用于冷丝，冷丝在超声作用下高速振动 ，进入熔池后搅动熔池，细化了晶粒，提高了焊缝的力学性能，实现了超声辅助集成冷丝功能。该焊枪可以在相同的熔覆效率下，达到最小的热输入，减少了因为埋弧焊热输入高，加热速度快，局部过热而造成的焊缝组织相变恶化，对大电流，快速焊接的埋弧焊尤为重要，能明显提升接头组织的力学性能并减小焊缝变形量，提高产品质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种集成冷丝埋弧焊接装置，包括两根起弧焊丝和一根冷丝，所述冷丝在高速振动下，进入起弧焊丝形成的熔池中。

作为本发明的一种优选方式，所述冷丝与超声振动装置连接。

进一步优选地，所述超声振动装置包括超声波发生器、换能器和变幅杆，所述变幅杆与冷丝横向连接。

进一步优选地，所述换能器为偏心轮电机。

作为本发明的优选方式，所述两根起弧焊丝沿焊缝方向或垂直焊缝方向布置。

进一步优选地，所述冷丝位于两根起弧焊丝的后方。

进一步优选地，所述冷丝的送丝管下部呈弧形弯曲，其末端靠近起弧焊丝的导电咀。

与传统的埋弧焊枪相比，本发明的集成冷丝埋弧焊接装置有益效果如下：