基于磁场动态调控的KTIG-熔化极气体保护复合焊接装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于焊接技术领域，具体涉及一种基于磁场复合式动态调控的复合焊接装置及方法。一种基于磁场调控的KTIG

【技术实现步骤摘要】
基于磁场动态调控的KTIG
‑
熔化极气体保护复合焊接装置及方法


[0001]本专利技术属于焊接
，具体涉及一种基于磁场复合式动态调控的复合焊接装置及方法。

技术介绍

[0002]KTIG是在传统TIG焊接基础上改进的新技术，具有穿透能力强，承载电流大的特点；熔化极气体保护焊焊接效率高，成本低。将KTIG深熔焊与熔化极气体保护焊进行复合可以实现两种热源叠加，实现中厚板打底加填充盖面一次性完成，极大提高了焊接效率和质量。
[0003]目前，常见的TIG
‑
熔化极气体保护焊复合焊接方式包括TIG电弧在前GMAW电弧在后、TIG电弧与双熔化极气体保护焊电弧复合、TIG
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熔化极气体保护焊旁路耦合电弧复合焊等。然而，传统TIG电弧与GMAW电弧耦合所得焊缝熔深有限，不适用于中厚板焊接；通过改进实现KTIG电弧与GMAW电弧复合，可极大提高焊缝熔深，一次性完成KTIG电弧深熔打底与GMAW填充盖面。但此复合焊接过程中由于KTIG电弧直流正接，GMAW电弧反接，两电弧势必会发生排斥，导致焊缝成形和焊接过程稳定性差、焊接热输入大、效率低、焊缝性能不达标等问题。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中存在的上述问题，本专利技术提出一种基于磁场复合式动态调控的KTIG
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熔化极气体保护焊复合焊接装置及方法。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于磁场调控的KTIG
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熔化极气体保护焊复合焊接装置，所述复合焊炬由KTIG焊炬与熔化极气体保护焊炬按照一定角度前后共平面组成并置于保护气罩内部；所述保护气罩顶部通过螺纹与焊炬固定底座连接；所述焊炬固定底座两侧通过支架与KTIG焊炬和熔化极气体保护焊炬固定连接；所述复合磁场系统包括横向磁场系统和纵向磁场系统；所述横向磁场系统用于在KTIG焊炬与熔化极气体保护焊炬之间产生横向磁场，改善两个电弧之间的排斥；所述纵向磁场系统用于产生纵向磁场，所述纵向磁场用于收缩KTIG电弧。
[0006]优选地，所述的横向磁场系统包括加装在保护气罩两侧的异形磁极及横向磁场发生装置，所述异形磁极连接横向磁场发生装置；所述的横向磁场发生装与励磁电源连接。
[0007]优选地，所述的横向磁场为脉冲磁场或直流磁场，强度范围为0
‑
8mT。
[0008]优选地，所述纵向磁场系统由铁基带材型磁环及励磁线圈组成；所述；所述铁基带材型磁环附在所述KTIG系统的隔离环外周，所述铁基带材型磁环外表面缠绕励磁线圈；所述励磁线圈与励磁电源连接。
[0009]优选地，所述KTIG焊炬和熔化极气体保护焊炬分别独立供电，其中KTIG焊炬采用直流正接，熔化极气体保护焊炬采用直流反接。
[0010]优选地，所述KTIG焊炬和熔化极气体保护焊炬连接霍尔传感器，用于采集采集KTIG电弧、熔化极气体保护焊电弧电流的实时数据。
[0011]本专利技术还提供一种基于磁场调控的KTIG
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熔化极气体保护焊复合焊接方法，包括如下步骤：
[0012](1)对KTIG焊炬、熔化极气体保护焊及焊炬固定底座通以保护气，然后分别打开两个励磁电源以加入纵向磁场及横向磁场；
[0013](2)先后引燃KTIG电弧和熔化极气体保护焊电弧，通过霍尔传感器采集KTIG电弧、熔化极气体保护焊电弧电流的实时数据，经过处理分别作为纵向磁场、横向磁场的输入激励，控制磁场强度，进而作用于两个电弧，实现复合焊接。
[0014]优选地，保护气流量范围为：7.5
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15L/min。
[0015]本专利技术的有益效果是：利用KTIG代替传统TIG与GMAW电弧复合，KTIG电弧能量密度高，在前具有预热工件及焊丝的作用；发挥KTIG深熔特性，有效增加焊缝熔深，更适用提高中厚板焊接效率；纵向磁场作用于KTIG系统可收缩KTIG电弧，提高KTIG电弧能量密度，减小KTIG电流、控制焊接热输入，使钟罩形KTIG电弧更稳定；横向磁场垂直于KTIG和GMAW复合电弧，有效改善电弧之间的排斥，使耦合焊接过程更平稳；纵向磁场使用铁基带材型磁环产生，具有高导磁特性及低损耗优点，可减少涡流效应，使磁场有效作用于KTIG电弧；通过霍尔传感器采集KTIG、GMAW电流实时变化，通过反馈作为纵向、横向磁场励磁电流的激励以改变磁场强度，从而动态控制KTIG电弧与GMAW电弧的耦合区域和焊接过程；采用KTIG与GMAW电弧一前一后进行耦合，可以显著增加焊缝熔深，实现打底加填充盖面一次性完成，极大提高中厚板焊接效率；该装置稳定性好，参数可控，加入复合磁场后抗干扰能力强，易于实现自动化焊接。
附图说明
[0016]图1为本专利技术基于磁场动态调控的KTIG
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熔化极气体保护复合焊接装置的正视图；
[0017]图2为本专利技术基于磁场动态调控的KTIG
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熔化极气体保护复合焊接装置的右视图；
[0018]图3为本专利技术基于磁场动态调控的KTIG
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熔化极气体保护复合焊接装置的等轴测图；
[0019]图4为图2中A
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A方向剖视图；
[0020]图5为本专利技术基于磁场动态调控的KTIG
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熔化极气体保护复合焊接装置放入工作原理示意图；
[0021]图中，1.GMAW导电接头，2.支架，3.GMAW主体，4.GMAW冷却体，5.GMAW气罩冷却及支持构件，6.焊炬固定底座，7.保护气罩出气孔，8.分流器，9.GMAW导电嘴，10.GMAW气罩，11.保护气罩，12.钨极，13.隔离环，14.铁基带材型磁环及励磁线圈，15.钨极夹，16.底座冷却通道，17.KTIG下绝缘体，18.KTIG导电体，19.KTIG冷却水出口，20.横向磁场发生装置，21.KTIG冷却水进口，22.KTIG导电接线杆，23.KTIG上绝缘体，24.KTIG保护气入口，25.异形磁极A，26.异形磁极B，27.焊接熔池。
具体实施方式
[0022]为了便于理解本研究，下面结合附图和具体实施例，对本研究进行更详细的说明。
但是，本研究可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本研究公开内容的理解更加透彻全面。
[0023]本专利技术提供基于磁场动态调控的KTIG
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熔化极气体保护复合焊接装置，具体结构如图1
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4所示，包括复合焊炬及保护气罩11，复合焊炬由KTIG焊炬与熔化极气体保护焊炬按照35度夹角前后共平面组成并置于保护气罩11内部。KTIG焊炬与工件夹角为85度。保护气罩11顶部顶部通过螺纹与焊炬固定底座6固定连接，焊炬固定底座6两侧通过支架2与KTIG焊炬和熔化极气体保护(GMAW)焊炬固定连接。焊炬固定底座6上部位置对称开有保护气进气孔。保护气罩11上方一圈均匀开有保护气罩出气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于磁场调控的KTIG
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熔化极气体保护焊复合焊接装置，包括复合焊炬、保护气罩及复合磁场系统，其特征在于：所述复合焊炬由KTIG焊炬与熔化极气体保护焊炬按照一定角度前后共平面组成并置于保护气罩内部；所述保护气罩顶部通过螺纹与焊炬固定底座连接；所述焊炬固定底座两侧通过支架与KTIG焊炬和熔化极气体保护焊炬固定连接；所述复合磁场系统包括横向磁场系统和纵向磁场系统；所述横向磁场系统用于在KTIG焊炬与熔化极气体保护焊炬之间产生横向磁场，改善两个电弧之间的排斥；所述纵向磁场系统用于产生纵向磁场，所述纵向磁场用于收缩KTIG电弧。2.根据权利要求1所述的基于磁场调控的KTIG
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熔化极气体保护焊复合焊接装置，其特征在于：所述的横向磁场系统包括加装在保护气罩两侧的异形磁极及横向磁场发生装置，所述异形磁极连接横向磁场发生装置；所述的横向磁场发生装与励磁电源连接。3.根据权利要求1所述的基于磁场调控的KTIG
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熔化极气体保护焊复合焊接装置，其特征在于：所述的横向磁场为脉冲磁场或直流磁场，强度范围为0
‑
8mT。4.根据权利要求1所述的基于磁场调控的KTIG
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熔化极气体保护焊复合焊接装置，其特征在于：所述纵向磁场系统由铁基带材型磁环及励磁线圈组成；所述；所述铁基带材型磁环...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鸿昌，李一楠，张洪涛，赫文虎，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学威海，
类型：发明
国别省市：