一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置及方法，焊接装置包括磁控装置、焊枪主体、送丝管、填充焊丝，送丝机构等。本发明专利技术通过向窄间隙坡口中同时送入不同成分的焊丝，相较于单丝窄间隙焊接过程，能够实现更多元素的调控方案，且相比于其他元素调控方式如单独添加某种元素颗粒等，实施更加方便灵活。而借助磁控装置产生横向交变磁场，使电弧发生周期性偏转，将电弧能量作用于窄间隙母材金属侧壁上，解决侧壁不熔合问题。同时通过熔池的电流与磁场作用形成的电磁力，对金属熔体的流动、传热、传质过程的影响，有助于焊缝内元素混合更加均匀，使得焊缝组织更加均质化，提高焊缝接头的性能。提高焊缝接头的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置及方法


[0001]本专利技术涉及焊接
，特别是涉及利用双送丝方式完成电弧热源偏转的异种金属或同种金属的磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置及方法。

技术介绍

[0002]在厚板焊接领域，磁控电弧GTAW窄间隙焊接具有焊接质量高，焊接变形小等优势，常用于钛合金、镍基合金、不锈钢等材料的焊接。常规的磁控电弧GTAW焊接，摆动电弧主要用于未熔合缺陷的消除，同时也对熔池金属的流动、传热、传质过程有一定影响，可使焊缝内元素混合更加均匀，焊缝组织更加均质化，提高焊缝接头的性能。而引入双丝之后，可以选择两种不同类型、尺寸的焊丝以不同的填丝速度送入熔池，凭此特点，可对异种厚壁金属完成磁控电弧GTAW焊接，同时可利用原位合金化来进行冶金反应调控，实现焊缝组织改善，并可效降低合金元素烧损带来的不利影响，进一步有效地利用电弧能量，增加熔覆效率。

技术实现思路

[0003]本申请的主要目的在于提供一种基于磁控摆动电弧的双丝异种或同种焊接装置及方法，以达到提高熔覆效率、改善焊缝性能、降低接头残余应力，且能控制焊接成本的目的。
[0004]根据本专利技术的第一方面，提供一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，装置主要包括电磁线圈、磁极、送丝管、工件坡口及焊枪主体。
[0005]优选地，所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，由电磁线圈生成的磁场经磁极约束后在焊枪下方即电弧区域产生方向垂直于钨极的轴线方向，且平行于焊接方向的磁场，使电弧在焊接过程中偏转到坡口两边的母材金属侧壁上。
[0006]优选地，所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，两个电磁线圈由一根导线连接，安装方向相反，保证两侧磁极末端磁场方向相同，产生横向磁场。
[0007]优选地，所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，磁极与电磁线圈过盈装配，通过螺纹连接安装在焊枪主体两侧。
[0008]优选地，所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，两侧送丝管以相同的角度完全贯穿两侧磁极，以保证前置、后置焊丝对称送入熔池。
[0009]优选地，所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，双丝送入时，前置、后置送丝所采用的可为同种或异种焊丝，若采用同种焊丝，则焊接方向选择更加自由，在进行多层多道焊时可以大幅缩减焊接时间；若采用异种焊丝，则可通过合理搭配所用焊丝在焊接过程中利用原位合金化生成理想复合相，弥补烧损的合金
元素，改善焊缝成形，增强接头力学性能也可利用磁控电弧摆动和异种焊丝实现异种金属焊接。
[0010]优选地，所述的一种磁控摆动电弧GTAW双丝窄间隙焊接装置，其特征在于，前置、后置双送丝可根据具体的工艺要求进行调节，即可选用单丝送入，采用前置送丝时，焊丝可以稳定熔化，填充进入熔池，获得良好焊缝成形；采用后置送丝时，焊丝受到电弧、熔池双重加热，熔化速度更快、熔覆速率更高，即焊接速度更快。
[0011]优选地，所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，所述钨极高度为3~5mm；和/或，励磁线圈350
‑
500匝，励磁电流0
‑
6A，励磁频率0
‑
20Hz; 和/或，填充焊丝入射角度为45~60
°
，送丝速度为9~18mm/s；和/或，填充焊丝直径为0.8~1.6mm；和/或，窄间隙坡口宽度为9~14mm，钝边厚度为4~6mm，坡口面角度为4~10
°
;坡口含间隙时，间隙宽度1.2
‑
2.5mm。
[0012]根据本专利技术的第二方面，所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：在进行磁控电弧GTAW窄间隙焊接前，检查电磁线圈是否可以正常启动，两侧送丝是否通畅，之后将所需焊接的板材放置在合适位置，并采用夹具进行固定；步骤二：根据实际工艺要求，选择合适的焊丝种类与送丝方式、速度；步骤三：打开电磁线圈的电源，使其正常工作；步骤四：对焊接起始点和终止点进行定位，启动焊接程序，开始在窄间隙坡口内进行磁控电弧GTAW焊接；步骤五：步骤二中的送丝方式并不固定，根据需要，可在焊接过程中选择不同类型的步骤四予以配合执行，共同完成窄间焊；步骤六：窄间隙焊接完成且熄弧后关闭电磁线圈1电源开关，磁控电弧GTAW焊接结束。
附图说明
[0013]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中。
[0014]图1是应用本专利技术所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置结构示意图。
[0015]图2是窄间隙异种金属焊接过程中的坡口示意图(适用于钛/钢等两种金属对接时易产生金属间脆性无异种金属焊接)，以20mm厚板材为例。
具体实施方式
[0016]以下基于实施例对本专利技术进行阐述，除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似的词语应当解释为包含的含义而不是“排他”或“穷举”的含义；也就是说，是“包含但不限于”的含义。
[0017]这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显
示与本专利技术有关的构成。
[0018]现在将参照附图来描述本专利技术的示例性实施例。所描述的示例性实施例旨在帮助理解本专利技术，而不旨在以任何方式限制本专利技术的范围。
[0019]如图1所示，一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置包括1、电磁线圈；2、磁极；3、焊枪主体；4、送丝管；5、第一填充焊丝；6、第二填充焊丝；7、窄间隙坡口。其中在实际使用时，两个电磁线圈1及两个磁极2分别过盈装配并通过螺纹连接安装在钨极两侧，两侧送丝管4以相同的角度完全贯穿两侧磁极，分别送入第一填充焊丝5和第二填充焊丝6。
[0020]本专利技术提供的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置的具体使用方法如下：进行磁控电弧GTAW焊接前，检查电磁线圈1是否可以正常启动，两侧送丝管4送丝是否通畅，之后将所需焊接的板材放置在合适位置；根据实际工艺要求，选择合适的焊丝种类与送丝方式、速度；打开电磁线圈1的电源，使其正常工作；对焊接起始点和终止点进行定位，启动焊接程序，开始在窄间隙坡口内进行磁控电弧GTAW焊接，焊接过程中可根据工艺或目的需要对送丝参数进行调控，窄间隙焊接完成且熄弧后关闭电磁线圈1电源开关，磁控电弧GTAW焊接结束。
[0021]为了验证本专利技术所述磁控摆动电弧GTAW双丝窄间隙焊接装置及方法的效果，特进行如下实施例。
[0022]实施例1：对厚度为50mm的306L不锈钢进行对接焊接，采用U形无缝窄间隙坡口，坡口宽度为12m本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，装置主要包括电磁线圈、磁极、送丝管、工件坡口及焊枪主体。2.根据权利要求1所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，由电磁线圈生成的磁场经磁极约束后在焊枪下方即熔池处的方向为垂直于钨极的轴线方向，且平行于焊接方向，使电弧在焊接过程中偏转到坡口两边的母材金属侧壁上，励磁电流为2~6A；。3.根据权利要求1所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，两个电磁线圈由一根导线连接，安装方向相反，保证两侧磁极末端磁场方向相同，产生横向磁场。4.根据权利要求1所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，磁极与电磁线圈过盈装配，通过螺纹连接安装在焊枪主体两侧。5.根据权利要求1所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，两侧送丝管以相同的角度完全贯穿两侧磁极，以保证前置、后置焊丝对称送入熔池。6.根据权利要求1所述的一种双丝异种或同种金属磁控摆动电弧GTAW窄间隙焊接装置，其特征在于，双丝送入时，前置、后置送丝所采用的可为同种或异种焊丝，若采用同种焊丝，则焊接方向选择更加自由，在进行多层多道焊时可以大幅缩减焊接时间；若采用异种焊丝，则可通过合理搭配所用焊丝在焊接过程中利用原位合金化生成理想复合相，弥补烧损的合金元素，改善焊缝成形，增强接头力学性能，也可利用磁控电弧摆动和异种焊丝实现异种金属的焊接。7.根据权利要求1所述的一种磁控摆动电弧GTAW双丝窄间隙焊接装置，其特征在于，前置、后置双送丝可根据具体的工艺要求进行调节，即...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙清洁，李富祥，刘一搏，张振宇，靳鹏，孙琪，陈名亮，刘晋龙，袁梓耀，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：