一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法及系统，(1)在焊枪钨极与喷嘴之间建立维弧，待电弧稳定后调整焊枪喷嘴与工件之间的距离至3‑5mm，然后在焊枪与薄板工件建立主弧；(2)第一段，主弧建立；(3)第二段，焊接电流逐渐增大到正常工作段电流的50％‑80％，并且焊枪行走速度逐渐增快；(4)第三段，当焊枪行走至30‑50mm后，焊接熔池正面熔宽逐渐长大到穿孔时熔宽6‑12mm时，离子气流量从初始值1‑2L/min增加到3‑5L/min。本发明专利技术通过匹配电流波形上升曲线、焊枪行走速度和送丝的参数，焊接过程逐渐预热形成穿孔熔池，有效提高焊缝起收弧的一次合格率，降低操作难度。

【技术实现步骤摘要】
一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法及系统
本专利技术属于机械工程
，涉及一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法及系统。
技术介绍
变极性等离子弧(Variablepolarityplasmaarc，VPPA)焊接方法具有能量集中、电弧挺度大和焊后变形小等特点。VPPA焊接常采用穿孔立焊工艺，更有利于消除气孔等焊接缺陷，因此在载人航天器密封壳体结构的铝合金焊接中得到广泛应用。变极性等离子弧穿孔焊接作为航天器密封舱结构的主流焊接工艺之一，但是由于其立向上的操作模式，并且焊接过程参数众多，造成其质量控制难度大，尤其在起弧阶段穿孔熔池的可靠建立，是铝合金变极性等离子弧穿孔立焊顺利进行的关键，一旦焊缝切割将导致整条焊缝失败。传统的起收弧控制都是采用定点起弧，即起弧后等待5-7s，待电弧穿孔后移动焊枪行走，依赖焊工对熔池状态的经验判断，极易在焊缝的正面或背面形成焊瘤等缺陷，可能造成焊件报废。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法，其特征在于，该方法的步骤包括：/n(1)在焊枪钨极与喷嘴之间建立维弧，待电弧稳定后调整焊枪喷嘴与工件之间的距离至3-5mm，然后在焊枪与薄板工件建立主弧；/n(2)第一段，主弧建立，焊接电流为正常工作段电流的10％-30％，在原位停留2-3s，焊枪开始行走，启动跑动起弧；/n(3)第二段，焊接电流逐渐增大到正常工作段电流的50％-80％，并且焊枪行走速度逐渐增快；/n(4)第三段，当焊枪行走至30-50mm后，焊接熔池正面熔宽逐渐长大到穿孔时熔宽6-12mm时，离子气流量从初始值1-2L/min增加到3-5L/min，启动送丝，同时焊接电...

【技术特征摘要】
1.一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法，其特征在于，该方法的步骤包括：
(1)在焊枪钨极与喷嘴之间建立维弧，待电弧稳定后调整焊枪喷嘴与工件之间的距离至3-5mm，然后在焊枪与薄板工件建立主弧；
(2)第一段，主弧建立，焊接电流为正常工作段电流的10％-30％，在原位停留2-3s，焊枪开始行走，启动跑动起弧；
(3)第二段，焊接电流逐渐增大到正常工作段电流的50％-80％，并且焊枪行走速度逐渐增快；
(4)第三段，当焊枪行走至30-50mm后，焊接熔池正面熔宽逐渐长大到穿孔时熔宽6-12mm时，离子气流量从初始值1-2L/min增加到3-5L/min，启动送丝，同时焊接电流和焊接速度仍在逐渐增加；
(5)第四段，等离子电弧穿透焊接板材形成穿孔熔池，在穿孔的瞬间调整至正常送丝速度0.8-1.2m/min，开始正常焊接；
(6)第五段，正常焊接段，根据熔池稳定性情况，微调送丝位置和焊枪位置，稳定电弧，当焊缝正面和背面传感器监测到起弧焊缝位置时，增加焊枪与工件之间的距离至4-5mm，当焊枪行走超过起弧的穿孔点大于10mm后，启动跑动收弧动作；
(7)第六段，启动跑动收弧动作，逐渐减小焊接电流和离子气流量，衰减到正常工作段参数的60％-80％，同时瞬间增大焊接速度至0.15-0.20m/min，瞬间增大送丝速度至1.5-2.0m/min；
(8)第七段，焊枪行走到位后，迅速减小焊接电流和离子气流量，衰减到正常工作段参数的40％-60％；
(9)第八段，焊枪停止行走，及焊接速度为零，焊接电流继续减小，衰减到正常工作段参数的20％-40％，调整送丝速度至0.6-1.0m/min，完成小孔的填充；
(10)第九段，焊接电流继续减小，衰减到正常工作段参数的20％-30％，送丝速度继续减小至0.3-0.6m/min；
(11)第十段，维持焊接电弧3-5秒，随后停止焊接电流和离子气，关闭电源。


2.如权利要求1所述的一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法，其特征在于，步骤(2)中，随着上升阶段持续时间的延长，其穿孔时刻也随之后延，最佳的穿孔时刻为上升阶段的中后期。


3.如权利要求1所述的一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法，其特征在于，步骤(5)中，焊接速度为0.12-0.18m/min。


4.如权利要求1所述的一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法，其特征在于，步骤(7)中，此段过程焊枪行走距离为穿孔熔池的半个直径。


5.如权利要求1所述的一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法，其特征在于，步骤(8)中，电弧能量瞬间减小，穿孔熔池的小孔闭合。


6.如权利要求1所述的一种铝合金变极性等离子弧穿孔焊接起收弧质量控制方法，其特征在于，步骤(10)中，形成饱满焊缝余高后停止送丝，即焊丝速度为零。


7.一种铝合金变极性等离子...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄宁，韩建超，张铁民，张亚霄，姜坤，陈树君，高立征，张又升，李博毅，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11