【技术实现步骤摘要】
摇动电弧快速气电立焊方法及焊炬与应用
[0001]本专利技术属于焊接
，具体涉及一种电弧摇动角度和电弧摇动频率可变的摇动电弧快速气电立焊方法及焊炬与应用。
技术介绍
[0002]气电立焊是一种大热输入、单道一次强迫成形的现场立向电弧焊工艺技术。施焊时，工件面侧设有水冷铜成形滑块、背侧设有水冷铜衬垫或陶瓷衬垫。与大坡口多层多道电弧焊相比，气电立焊可使焊接效率提高5～10倍以上，在船舶分段大合拢、大型油气储罐的现场立向焊接中，应用越来越多。厚钢板气电立焊时，需要使焊炬带动电弧沿板厚方向摆动，以防坡口根部和面侧出现未熔合；同时，往往需要采用V形大坡口，以通过提高焊接热输入，增大坡口侧壁熔深，但易导致出现焊接接头组织粗大、低温韧性裕量不足的问题。
[0003]中国专利号为201110376873.9、名称为“垂直气电立焊的焊枪摆动装置”的专利技术专利，通过电机及同步轮驱动丝杠带动焊枪，使焊丝端部的电弧在坡口左右侧板间作锯齿形摆动，改善了焊缝侧壁熔合；其缺点是：焊炬整体在坡口左右侧板间摆动时，电弧沿坡口宽度方向摆动幅值小...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种摇动电弧快速气电立焊方法，所用装置包括焊炬、电弧运动控制器(13)和焊炬摆动机构(14)，其中焊炬包括大角度折弯导电杆机构(1)和电弧摇动机构(2)，其特征是，所述方法包括如下步骤：
①
通过所述焊炬的折弯角度为β的大角度折弯导电杆机构(1)，将焊丝(3)穿过所述电弧摇动机构(2)后，从所述大角度折弯导电杆机构(1)下端的中心孔伸出，使焊丝(3)与待焊窄坡口(9)的坡口中心线(15)成夹角θ；
②
通过所述焊炬摆动机构(14)，使所述焊炬带动焊丝(3)端部的电弧(6)在待焊窄坡口(9)内沿板厚方向作前后直线摆动(11)；同时通过所述电弧运动控制器(13)驱动所述焊炬中的电弧摇动机构(2)，转动所述大角度折弯导电杆机构(1)，带动电弧(6)围绕焊炬中心线(2a)作左右圆弧形摇动(10)，使其电弧摇动角度适应所述待焊窄坡口(9)的前后间隙变化，并在电弧(6)摆动至所述待焊窄坡口(9)的前部和/或后部停留期间、使电弧(6)加快摇动或继续作相同频率的摇动；
③
拖动机构带动所述焊炬、水冷铜滑块(5)以及所述焊炬摆动机构(14)，一同以焊接速度V
w
向上移动，使焊接熔池(7)在背侧衬垫(8)和水冷铜滑块(5)的作用下强迫凝固成形，从而在所述待焊窄坡口(9)内，通过可变幅变频的摇动电弧实现快速气电立焊。2.如权利要求1所述的摇动电弧快速气电立焊方法，其特征是：所述大角度折弯导电杆机构(1)的折弯角度β为：30
°
≤β≤90
°
；所述电弧(6)的摇动频率为2～30Hz可调。3.如权利要求1所述的摇动电弧快速气电立焊方法，其特征是：当所述待焊窄坡口(9)为V形窄坡口(904)时，使所述电弧(6)作电弧摇动角度在坡口前部大后部小和电弧摇动频率恒定的变幅等频摇动，或使所述电弧(6)作电弧摇动角度在坡口前部大后部小、以及电弧摇动频率在坡口前部和/或后部停留期间大的变幅变频摇动；或者，当所述待焊窄坡口(9)为I形窄间隙坡口(901)或U型底窄间隙坡口(902)或V型底窄间隙坡口(903)或V形窄坡口(904)时，在恒定的电弧摇动角度下，使所述电弧(6)作电弧摇动频率恒定的等幅等频摇动、或使所述电弧(6)作电弧摇动频率在坡口前部和/或后部停留期间大的等幅变频摇动。4.如权利要求3所述的摇动电弧快速气电立焊方法，其特征是：所述I形窄间隙坡口(901)或U型底窄间隙坡口(902)或V型底窄间隙坡口(903)的坡口间隙G均为11～14mm、坡口单侧坡角均为0～2
°
，电弧等幅摇动角度为3～15
°
可调；所述V形窄坡口(904)的根部间隙g为8～10mm、坡口单侧坡角为5～13
°
，等幅摇动时电弧摇动角度为4～16
°
可调、变幅摇动时电弧摇动角度为7～32
°
可调。5.如权利要求1所述的摇动电弧快速气电立焊方法，其特征是：步骤
①
中，使焊丝(3)与所述待焊窄坡口(9)的坡口中心线(15)的夹角θ等于θ1，其中70
°
≤θ1≤90
°
。6.如权利要求1所述的摇动电弧快速气电立焊方法，其特征是：步骤
②
中，当焊炬带动电弧(6)摆动至坡口前部停留期间，通过所述焊炬摆动机构(14)，使焊丝(3)与所述待焊窄坡口(9)的坡口中心线(15)的夹角θ等于θ...
【专利技术属性】
技术研发人员：王加友，王天威，朱杰，王羿皓，季康，王彪，姜玉清，胥国祥，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：
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