雙中心負壓電弧填絲焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種雙中心負壓電弧填絲焊接方法，屬于焊接方法領域。
【背景技術】
[0002]焊接已逐漸成為現代工業不可或缺的一種加工工藝，小到手機、手表、電子芯片，大到汽車、船舶、航天器、大型建筑結構，都離不開焊接技術。隨著人們在焊接領域投入的增加，新型的焊接技術如雨后春筍般層出不窮，這些新技術、新方法的目的都是改善焊接質量，提高焊接效率。
[0003]高能束焊接一直是高效焊接的典范，在弧焊領域，等離子弧焊是目前最佳的高能束焊接方法，該方法通過機械壓縮、自磁壓縮和水冷壓縮的三大壓縮作用，使電弧產生拘束效果，提高電弧穿透能力，可以不開坡口一次焊透較厚的工件，顯著提高焊接效率。但該焊接方法所用設備相對其他弧焊設備昂貴，而且對焊接工況要求相對較高，焊接工藝參數調節域度窄。
[0004]通過研究發現將兩個鎢極放置于同一把焊槍內部，同時起弧實現雙弧焊接，不僅可以保證焊接質量，而且可以大幅提高焊接效率，雙鎢極TIG焊接應運而生。雙鎢極TIG焊接可以克服傳統單TIG焊焊接效率低的缺點。在同一個焊槍內部放置兩個彼此絕緣的鎢極，由兩臺焊接電源供電，在兩鎢極之間形成一個耦合電弧，電弧電壓低于傳統單鎢極電弧。該方法提尚了媽極氣弧焊的焊接速度，在保持媽極氣弧焊尚品質的基礎上提尚了焊接生廣率。
[0005]本發明涉及一種雙中心負壓電弧填絲焊接方法，在同一個焊槍內部設置兩個相同的空心管狀陰極，分別將兩套焊接電源和抽氣裝置與之相連。利用抽氣裝置將電弧中心區氣體抽離，使此區域壓強降低，從電弧中心區到電弧外的氣體存在一定的壓力差，在大氣壓的作用下，使兩電弧同時被壓縮，形成高能量密度的拘束電弧。焊絲從兩電極中間垂直送入，吸收電弧熱量熔化形成熔滴，過渡到熔池。該焊接方法為雙弧焊接，增加了電流承載能力，可以相應提高焊接速度。抽氣后，形成的高能量密度電弧增加了對焊接工件的穿透能力，減弱了兩電弧的相互干擾作用，抽氣會抽離部分電弧熱量，減小對工件的熱作用，減小熱影響區范圍，明顯改善焊接變形。在兩電極之間填入焊絲可以平衡兩電弧的干擾作用，吸收部分電弧熱量，并且可以填充焊縫，彌補高能束焊接帶來的咬邊、熔池下榻等焊接缺陷。
【發明內容】
[0006]本發明目的在于克服現有焊接方法的缺陷及不足，提出了一種雙中心負壓電弧填絲焊接方法。通過抽氣裝置使電弧中心區域形成負壓狀態，在大氣壓力作用下，形成拘束電弧，提高電弧能量密度，增加電弧對工件的穿透能力，提高焊接效率。與此同時，將焊絲從兩電極中間垂直送入電弧區域，使熔化的焊絲填充焊縫，彌補拘束電弧引起的咬邊、熔池下榻等焊接缺陷。
[0007]為了達到上述目的，本發明通過一路抽氣裝置和兩個焊接電源控制電弧的拘束程度。抽氣系統包括抽氣裝置、壓力釋放裝置和壓強顯示裝置，通過壓力釋放裝置調節預設壓力。使焊絲通過送絲裝置從兩電極中間垂直送入，利用電弧的熱量熔化并過渡到熔池內部其他焊槍必須的氣路和水路按照常規方法連接。
[0008]雙中心負壓電弧填絲焊接方法，是一種雙鎢極耦合電弧焊接方法，在同一把焊槍內部設置兩個并列的空心鎢極，利用抽氣裝置使鎢極內腔及空心鎢極尖端與工件之間形成的電弧中心區域形成負壓狀態，在大氣壓力的作用下，形成高能量密度的拘束電弧;在兩空心鎢極之間并行送入焊絲，填充焊縫，兩空心鎢極及送入的焊絲均垂直工件。
[0009]利用抽氣裝置使電弧中心區域形成負壓狀態，在大氣壓力的作用下電弧被壓縮，形成雙鎢極拘束態耦合電弧。
[0010]兩空心鎢極尖端的連線垂直于焊接方向、平行于焊接方向或與焊接方向成一定角度。
[0011]焊接過程中分別精確控制雙空心陰極所形成拘束態電弧中心的壓強值，從而控制其拘束程度及電弧內等離子體的流動狀態，對電弧的穿透能力和焊絲的熔滴過渡進行準確控制。
[0012]焊接過程中，周期性雙中心負壓-雙中心自由態-雙中心負壓，使拘束電弧間歇性出現，對熔池產生震蕩攪拌作用，阻止粗大晶粒的產生，改善焊縫質量。
[0013]所用裝置，兩并列空心鎢極分別經由兩個焊接電源及控制系統與工件連接，在兩并列空心鎢極上端外部設有封閉的空腔，此封閉的空腔通過閥門依次與壓力釋放裝置、抽氣裝置連接，構成氣路，壓力釋放裝置上設有壓強顯示裝置;焊絲經由封閉的空腔上的密封套依次穿過封閉的空腔、兩并列空心鎢極間達到工件上方;兩并列空心鎢極尖端采用保護氣噴嘴進行氣體保護。
[0014]該焊接方法具體操作步驟如下:
[0015](1)焊前準備。將焊接工件及與之相匹配的焊絲準備就緒，如果板厚較大時，適當開坡口。將兩個焊接電源和控制系統與不同的空心陰極分別連接成回路。將抽氣裝置、壓力釋放裝置和壓強顯示裝置連接進氣路系統，并確保氣路暢通。其他的氣路和水路按常規接法連接。
[0016](2)抽氣。確保抽氣回路中的閥門處于關閉狀態，開啟抽氣裝置，調節壓力釋放裝置，使壓強顯示裝置上顯示的壓強值為預設值。
[0017](3)起弧。調節焊接電源內的焊接工藝參數，分別燃起兩個空心陰極電弧，開啟送絲裝置，使焊絲按照一定速度持續送入焊接電弧內部并熔化，待電弧穩定之后，打開氣路上的閥門，并同時調節壓力釋放裝置，使空心陰極內部及電弧中心區壓強值保持在預設值。
[0018](4)正常焊接。待上述電弧穩定之后，按照一定的焊接速度開始正常焊接。在焊接過程中，可以按照需要調節壓力，控制電弧拘束程度，進而準確控制焊接熱輸入。
[0019]與現有技術相比，本發明方法的優點如下。
[0020]1、與單鎢極電弧焊接相比，在相同鎢極載流能力條件下，本發明能夠承載更大的電流，增加焊接熱輸入，因此在焊接過程中可以提高焊接速度，提高焊接效率。本發明同時可以實現電弧的拘束作用，提高焊接穿透力，增加焊縫深寬比。
[0021]2、與實心雙TIG焊接相比，本發明所述的焊接電弧在大氣壓力的作用下處于壓縮狀態，不僅提高了電弧的能量密度，增加了電弧的穿透能力，而且降低了兩電弧的相互干擾作用。在兩電極之間送入的焊絲不僅起到