药芯焊丝填丝焊接方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开药芯焊丝填丝焊接方法及其装置，在TIG焊枪上设置药芯焊丝的送丝装置，以使焊丝在焊接方向上处于钨极的正前方，并保证药芯焊丝送入熔池内部而不是进入电弧中。焊丝送入熔池内部，而不是电弧中，避免药芯焊丝成分在电弧中蒸发，污染钨极；合理利用各类药芯焊丝的冶金反应，改善TIG焊的工艺特性与焊接质量。

Flux cored wire filling welding method and device thereof

The invention discloses a method and apparatus for welding flux cored wire, wire feeding device is arranged in flux cored wire TIG welding on the welding wire, so that in front of the tungsten pole in the direction of welding, and ensure that the flux cored wire into the molten pool inside instead of entering the arc. Wire into the molten pool inside, instead of arc, avoid flux cored arc evaporation in composition, pollution of tungsten metallurgy reaction; rational use of all kinds of flux cored wire, welding quality and improve the characteristics of TIG welding process.

【技术实现步骤摘要】
药芯焊丝填丝焊接方法及其装置
本专利技术属于焊接设备及工艺领域，主要涉及一种药芯焊丝填丝TIG焊方法及其装置。
技术介绍
TIG焊接具有焊接电弧稳定，焊接质量高，焊接参数易于控制，易于实现自动化等优点。目前TIG焊接工艺按照填丝方式主要分为不填丝及填丝两类，其中填丝TIG焊接工艺是填实芯焊丝。由于TIG焊接非熔化极惰性气体保护的特性，在焊接过程中对水、铁锈非常敏感，容易造成焊缝夹氢、气孔等焊接缺陷。因此无论填丝还是不填丝TIG焊接，其焊接工艺在焊前除锈、干燥等措施上都有着很高的要求。但是某些严酷条件下，如水下局部干法焊接时，水下环境潮湿，焊件极易生锈，在这种环境下无法在焊前做到有效地清除水分从而消除氢和气孔的危害。传统的填丝TIG焊的送丝方向是焊丝与工件之间成一个很小的角度，几乎平行，也就是焊丝几乎垂直于焊枪中的钨极，这种工艺使用的焊枪的体积大且焊丝送入的位置很难准确定位，并且这种方法只适用于自动焊接工艺，不适合手工操作，尤其不适合应用在水下局部干法焊接时的局促空间内。法国AirLiquideWeldingGroup设计了一款焊枪，从与钨极成20°角的方向送入焊丝，这样的送丝方向极大的减少了焊枪的体积。但是这种焊枪是将实芯焊丝送入钨极下方的电弧中，而不是熔池内，并不适合于药芯焊丝。如果使用这种焊枪将药芯焊丝直接送入电弧中，药粉中的某些成分会受热蒸发，包裹在钨极上，对钨极造成污染，并且药芯焊丝在电弧中熔化会造成飞溅等问题，严重影响了焊接工艺的稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，针对现有的药芯焊丝填丝TIG焊方法的缺陷，提供一种药芯焊丝填丝焊接方法及其装置。本专利技术的技术目的通过下述技术方案予以实现：药芯焊丝填丝焊接方法，利用钨极焊枪在工件上引弧并形成焊接熔池，药芯焊丝垂直进入焊接熔池，沿焊接方向上药芯焊丝位于钨极的前方，药芯焊丝端部中心与钨极端部中心位于同一水平平面上。在上述焊接方法中，焊接电流为160—280A，送丝速度为18—30mm/s，电弧长为3—5mm，钨极伸出长度为5—7mm；焊接速度为2—20mm/s，沿焊接方向上药芯焊丝端部中心与钨极端部中心的距离(水平距离)为3-20mm。在上述焊接方法中，焊接电流为200—250A，送丝速度为20—25mm/s，电弧长为3—5mm，钨极伸出长度为5—7mm；焊接速度为5—15mm/s，沿焊接方向上药芯焊丝端部中心与钨极端部中心的距离(水平距离)为10-20mm。在本专利技术技术方案的实施中，使用的药芯焊丝填丝焊接设备，包括TIG焊枪和送丝附件，送丝附件安装在TIG焊枪上，送丝附件包括出丝口、进丝口和连接套，其中：进丝口，用于与送丝管和送丝机相连，以使药芯焊丝进入送丝附件并按照送丝附件的方向进行送丝；出丝口，用于向焊接熔池内输入药芯焊丝；连接套，用于和TIG焊枪连接和固定，以使送丝附件安装在TIG焊枪上形成一体，同时调整送丝附件的姿态，以使药芯焊丝从出丝口出来后垂直进入到焊接熔池中，沿焊接方向上药芯焊丝位于钨极的前方，且药芯焊丝端部中心与钨极端部中心位于同一水平平面上(即沿焊接方向上的同一平面上)；所述连接套可采用卡箍，通过旋转和移动来实现送丝附件姿态的调整。所述TIG焊枪为手工TIG焊枪或者自动TIG焊枪。选择通过连接套将送丝附件安装固定在TIG焊枪的陶瓷喷嘴的外侧，并进行调整。在上述焊接方案中，焊接速度为工件和焊枪的相对速度，即将工件予以固定，焊枪的移动速度，由于送丝附件固定在焊枪上，焊枪的钨极和药芯焊丝保持基本相同的速度，两者之间相对静止，且保持水平距离不变。本专利技术参照药芯焊丝电弧焊(FCAW)的命名方法，将本专利技术的方法命名为FC-TIG焊方法，利用药芯焊丝在熔池中适宜的冶金反应，抑制水、铁锈等不利因素的危害，提高TIG焊接工艺的抗锈能力，并通过设计配套的送丝装置将药芯焊丝送入熔池内，保证药芯焊丝参与熔池中的冶金反应，而不是在电弧中被熔化，合理利用冶金反应改善焊接质量与工艺性，实现药芯焊丝填丝TIG焊接既可以以自动焊的方式进行又可以用手工操作的方式进行，甚至可以在局促空间内操作的目的。与现有技术相比，本专利技术的技术方案中药芯焊丝几乎直立送进(垂直进入焊接熔池)，焊枪与送丝装置结构紧凑，既可适用于自动焊枪也可以使用于手工操作焊枪，尤其是在局促空间内进行操作；药芯焊丝送入位置固定，不需要额外调整送丝角度；焊枪附件成系列且可以拆卸更换，可适应不同的焊枪、陶瓷喷嘴的尺寸、不同的钨极与药芯焊丝距离的要求；焊丝送入熔池内部，而不是电弧中，避免药芯焊丝成分在电弧中蒸发，污染钨极，提高焊接效率，利用药芯焊丝过渡合金元素，在熔池中发生冶金反应，抑制水分和铁锈造成的危害；合理利用各类药芯焊丝的冶金反应，改善TIG焊的工艺特性与焊接质量。附图说明图1是本专利技术的药芯焊丝填丝TIG焊接(FC-TIG)的实施方式示意图，其中1为钨极焊枪(TIG焊枪)，1-1为陶瓷喷嘴，1-2为钨极，2为送丝附件，2-1为出丝口，2-2为进丝口，2-3为连接套，3为药芯焊丝，4为熔池，5为电弧，6为焊接方向，7为钨极端部中心与焊丝端部中心在焊接方向上的距离(水平距离)，8为工件，9为钨极端部中心与焊丝端部中心所在的同一水平平面。图2是本专利技术中使用的送丝附件的结构示意图，其中2为送丝附件，2-1为出丝口，2-2为进丝口，2-3为连接套。图3是利用本专利技术技术方案得到的药芯焊丝填丝手工TIG焊枪装置的示意图，其中2为送丝附件，3为药芯焊丝，7为钨极端部中心与焊丝端部中心在焊接方向上的距离(水平距离)，9为钨极端部中心与焊丝端部中心所在的同一水平平面，10为手工TIG焊枪，10-1为手工TIG焊枪的陶瓷喷嘴，10-2为手工TIG焊枪的钨极，11为送丝管。图4是利用本专利技术技术方案得到的药芯焊丝填丝自动TIG焊枪装置示意图，其中2为送丝附件，2-2为进丝口，3为药芯焊丝，7为钨极端部中心与焊丝端部中心在焊接方向上的距离(水平距离)，9为钨极端部中心与焊丝端部中心所在的同一水平平面，12为自动TIG焊枪，12-1为自动TIG焊枪的陶瓷喷嘴，12-2为自动TIG焊枪的钨极。图5是使用本专利技术的药芯焊丝填丝TIG焊接(FC-TIG)新方法在潮湿的锈板上焊接的焊缝表面的形貌照片。图6是利用使用本专利技术的药芯焊丝填丝TIG焊接(FC-TIG)新方法在潮湿的锈板上焊接的焊缝截面的形貌照片。图7是利用使用本专利技术的药芯焊丝填丝TIG焊接(FC-TIG)新方法在潮湿的锈板上焊接的焊缝微观组织的形貌照片。图8是TIG焊时将药芯焊丝送入电弧中的焊缝表面的形貌照片。图9是TIG焊时将药芯焊丝送入电弧中的焊缝截面的形貌照片。具体实施方式下面结合具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案。如附图1和2所示，使用送丝附件安装在TIG焊枪上，送丝附件包括出丝口、进丝口和连接套，其中进丝口，用于与送丝管和送丝机相连，以使药芯焊丝进入送丝附件并按照送丝附件的方向进行送丝；出丝口，用于向焊接熔池内输入药芯焊丝；连接套，用于和TIG焊枪连接和固定，以使送丝附件安装在TIG焊枪上形成一体，同时调整送丝附件的姿态，以使药芯焊丝从出丝口出来后垂直进入到焊接熔池中，沿焊接方向上药芯焊丝位于钨极的前方，且药芯焊丝端部中心与钨极端部中心位于同本文档来自技高网...

【技术保护点】
药芯焊丝填丝焊接方法，其特征在于，利用钨极焊枪在工件上引弧并形成焊接熔池，药芯焊丝垂直进入焊接熔池，利用药芯焊丝过渡合金元素在熔池中发生冶金反应，抑制水分和铁锈造成的危害；沿焊接方向上药芯焊丝位于钨极的前方，药芯焊丝端部中心与钨极端部中心位于同一水平平面上。

【技术特征摘要】
1.药芯焊丝填丝焊接方法，其特征在于，利用钨极焊枪在工件上引弧并形成焊接熔池，药芯焊丝垂直进入焊接熔池，利用药芯焊丝过渡合金元素在熔池中发生冶金反应，抑制水分和铁锈造成的危害；沿焊接方向上药芯焊丝位于钨极的前方，药芯焊丝端部中心与钨极端部中心位于同一水平平面上。2.根据权利要求1所述的药芯焊丝填丝焊接方法，其特征在于，焊接电流为160—280A，送丝速度为18—30mm/s，电弧长为3—5mm，钨极伸出长度为5—7mm；焊接速度为2—20mm/s，沿焊接方向上药芯焊丝端部中心与钨极端部中心的距离(水平距离)为3-20mm。3.根据权利要求1所述的药芯焊丝填丝焊接方法，其特征在于，焊接电流为200—250A，送丝速度为20—25mm/s，电弧长为3—5mm，钨极伸出长度为5—7mm；焊接速度为5—15mm/s，沿焊接方向上药芯焊丝端部中心与钨极端部中心的距离(水平距离)为10-20mm。4.药芯焊丝填丝焊接设备，其特征在于，包括TIG焊枪和送丝附件，送丝附件安装在TIG焊枪上，送丝附件包括出...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨立军，何天玺，刘莹，赵圣斌，刘桐，潘家敬，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12