[发明专利]一种受控脉冲穿孔等离子弧-非轴对称旋转钨极电弧组合焊接方法

权利要求书

1.一种受控脉冲穿孔等离子弧-非轴对称旋转钨极电弧组合焊接方法，其特征在于，所基于的焊接系统包括PAW与NAR-GTAW组合焊枪系统、送丝装置、采集与控制系统；

所述的PAW与NAR-GTAW组合焊枪系统包括NAR-GTAW焊接电源、PAW焊接电源、NAR-GTAW焊枪和PAW焊枪；所述NAR-GTAW焊枪包括中心旋转轴、电机系统、外置的电机控制箱，由外置的电机控制箱控制电机的开关和中心旋转轴的转动速率，中心旋转轴与钨极相连，钨极一端为非轴对称尖端；钨极随中心旋转轴转动而转动，钨极尖端与母材之间产生的电弧能够周期性加热母材及熔化焊丝；所述NAR-GTAW焊枪和PAW焊枪均固定于移动滑架上；

所述送丝装置位于NAR-GTAW焊枪前侧，用于焊接过程中送丝；

所述采集与控制系统包括电磁继电器、霍尔电流传感器、霍尔电压传感器、尾焰电压传感器、数据采集卡和PAW闭环控制系统；

所述组合焊接方法包括步骤如下：

(1)将待焊工件开I型坡口采用对接方式焊接，或不开坡口直接焊接，焊前对待焊工件坡口周围或待施焊位置进行表面油污和灰尘清理的预处理；

(2)沿着焊接方向将PAW焊枪和NAR-GTAW焊枪前后排列，调节NAR-GTAW焊枪角度垂直于待焊工件，送丝装置安置在NAR-GTAW焊枪前侧，送丝方式为前送丝，焊丝与钨极的角度为α，α为30°～60°；调节PAW焊枪角度与待焊工件垂直方向形成2°～5°的夹角；

(3)焊接前，调节PAW焊枪与待焊工件之间的距离，调节NAR-GTAW焊枪钨极与待焊工件之间的距离，设置为提前送气，在焊接前将坡口或待施焊位置处的空气排空，调节移动滑架进行PAW焊枪与NAR-GTAW焊枪的对中，使得两把焊枪都位于坡口或施焊位置的正中心；设置送丝装置延时送丝，提前抽丝；

(4)采用直流焊接，先通过PAW焊枪进行打底焊，随后在打底焊的基础上通过NAR-GTAW焊枪进行盖面焊，完成焊接。

2.如权利要求1所述的受控脉冲穿孔等离子弧-非轴对称旋转钨极电弧组合焊接方法，其特征在于，所述PAW闭环控制系统包括等离子弧焊机、接口电路和主控计算机。主控计算机控制数据采集卡的输入开关量信号、输出开关量信号和输出模拟信号；通过电磁继电器开关电路实现开关量信号的输入输出以控制起弧、收弧功能；采集卡通过霍尔电流传感器、霍尔电压传感器及尾焰电压传感器实时的获取焊接电流、电压及尾焰电压信号，再通过计算机处理之后将模拟信号通过采集卡输出到焊接电源上以控制下一阶段的焊接过程。

3.如权利要求1所述的受控脉冲穿孔等离子弧-非轴对称旋转钨极电弧组合焊接方法，其特征在于，所基于的焊接系统还包括自调节系统，所述自调节系统包括弧长控制系统和激光控制系统。

4.如权利要求3所述的受控脉冲穿孔等离子弧-非轴对称旋转钨极电弧组合焊接方法，其特征在于，所述弧长控制系统包括弧长自动控制器和弧压调高控制器。

5.如权利要求3所述的受控脉冲穿孔等离子弧-非轴对称旋转钨极电弧组合焊接方法，其特征在于，所述激光控制系统包括激光器和CCD工业相机，所述激光器设置于PAW焊枪上，CCD工业相机架设在待焊接工件焊接前方。

6.如权利要求1所述的受控脉冲穿孔等离子弧-非轴对称旋转钨极电弧组合焊接方法，其特征在于，步骤(2)中，所述NAR-GTAW焊枪和PAW焊枪的间距为100～300mm。

7.如权利要求1所述的受控脉冲穿孔等离子弧-非轴对称旋转钨极电弧组合焊接方法，其特征在于，步骤(3)中，所述PAW焊枪与待焊工件之间的距离为5～8mm；NAR-GTAW焊枪钨极与待焊工件之间的距离为3～4mm。

8.如权利要求1所述的受控脉冲穿孔等离子弧-非轴对称旋转钨极电弧组合焊接方法，其特征在于，步骤(3)中，所述延时送丝的时间为0.2～0.4s，提前抽丝的时间为0.2～0.4s。