PDF《Efficient》

?Dr.

Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

1 Edition

2011 Efficient Arc Welding Methods ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

2 5 多热源复合焊接 Chapter 5: Multiple heat sources hybrid welding ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

3 双面双弧焊接 ? 双面双弧焊(Double-sided arc welding, DSAW)的含义是在焊 接接头的正反两面各采用一把焊枪,同时同方向进行焊接. ? 优点: ? 提高焊接熔深,增加焊缝深宽比.在DSAW中,由于两把对立焊枪作 用而诱发的磁场使等离子电弧高度集中,其焊接熔深得到了显著提高. ? 降低焊接变形.DSAW技术的特点是被两把焊枪加热的工件两面的热 分布是对称的,能够显著减小焊缝的扭变变形倾向. ? 提高焊缝质量.DSAW能防止焊接的咬边,并可减少焊缝的凝固裂纹 敏感性.DSAW的焊接区组织凝固后倾向形成等轴晶粒,具有良好的 机械性能. ? 双面双弧焊接适于厚板的焊接 ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

4 双面双弧焊分类 ? 根据焊道顺序的不同分为打底焊、填充焊和盖面焊. ? 打底焊中双面双弧之间形成共同的熔池,相互作用强烈,由于两侧电弧 之间可以实现对于对侧电弧的背面气体保护,有利于焊接接头质量的提 高,实现无清根的打底焊接. ? 对于填充焊和盖面焊的双面双弧焊,由于双弧之间不形成共同的熔池, 相互之间主要的是热作用.此时,焊接热输入应该是双弧共同作用下形 成的.在两电弧错位的情况下,前后电弧相互之间相当于预热和后热的 作用,有利于焊接组织的改善. ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

5 分类 ? 双电源型 ? 双电源型指的是在焊接过程中,两把焊枪分别由两台焊接电源提供动力 ,在焊缝的两侧焊接过程独立进行. ? 源为等离子电源、氩弧焊电源或GMA焊电源,两侧的电源可以相同或 不同. ? 焊接过程中两把焊枪可保持一前一后的错位位置状态进行同步焊接;

或 两个焊枪在同一位置进行同步焊接. 电源

1 电源

2 电极

1 电极

2 ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

6 分类 ? 单电源型 ? 单电源型双面双弧焊接是焊缝两侧的焊枪由一台焊接电源提供动力,即 将两个焊枪分别连接于同一台焊接电源的两极,待焊工件不再是电极. TIG 电弧 等离子弧 变极性等离子弧 焊接电源 ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

7 应用 ? 双电源型双面焊接工艺方法已经大量应用于工厂的实际生产中. ? 采用双面GTA双枪对称焊接不锈钢、铝合金等板厚小于10mm 以下的 薄壁容器, GTA焊枪在焊缝的正反面同时同步焊接,焊接时同时起弧 ,同时熄弧,双面熔化.具有速度快、质量高、节能高效的特点. ? 利用两把焊枪的热量建立一个基本熔池进行焊接,可一次性焊接完毕. 该工艺解决了焊缝背面保护问题,省掉了加工坡口的工序,而且减小了 焊接热影响区和输入热量,同时有效地控制了焊接变形. 日本的IHI Kure和SHI Yokosuku船厂对多个T型 接头厚板结构用双电源双 面双弧焊 ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

8 PAW与TIG复合焊接 图片和设备资料由法国SAF公司提供 ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

9 PAW+TIG ? The association of PLASMA and TIG processes in automatic welding preserves the quality characteristics specific to PLASMA (compactness and penetration), a gain in speed of

30 to

40 %, with the TIG process ensuring smoothing and quality with a flawless appearance. ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

10 PAW+TIG ? For the PLASMA + TIG process, a TIG torch as well as a cold wire contribution device are positioned at around

160 mm behind the plasma torch. ? 等离子弧用于熔化整个接头,TIG焊接带有摆动和送丝,用来盖面. ? plasma + TIG 方法通常应用在焊缝长度 >

3000 mm的场合, 筒体直径 大于2

200 mm. 优点: ? 单道焊接过程, 降低填充金属量,高速焊接,低变形 ? 热影响区窄,高质量,焊缝外观好,降低坡口准备时间. ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

11 PAW+TIG ? 应用 ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

12 PAW与MIG复合焊接 (熔化极等离子) ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

13 原理 ? 等离子弧与MIG弧同轴并且在一把焊枪内燃烧,焊丝的底端、熔滴 和MIG电弧都包围在炽热的等离子弧内部. ? 焊丝不仅被流过焊丝的电流和MIG电弧加热,而且还被周围的等离 子弧加热. ? 在焊丝电流产生的磁场作用下,等离子弧可以进一步被压缩,熔滴 过渡稳定,没有飞溅发生. ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

14 优点 ? Plasma-MIG焊枪由于加入了压缩喷嘴,导致熔化极焊丝的干伸长 较常规MIG焊大,此外压缩的等离子弧对焊丝和工件有加热作用, 使得Plasma-MIG焊接工艺具有以下优点: ? 熔敷速度高,1.6mm低碳钢焊丝在大电流情况下可以达到500g/min ,对于中、厚壁开坡口的工件,可以实现单道一次性填充,大大提高焊 接效率 ? 焊接电弧稳定性和熔滴过渡可控性提高,焊接过程无飞溅 ? 可以实现薄板的高速焊,是常规MIG焊效率的几倍 普通MIG Plasma-MIG ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

15 不足 ? 焊接过程中等离子弧与MIG电弧同时在焊枪内燃烧,高温等离子 体对焊枪设计要求较高,而且相对于常规MIG焊,焊枪体积偏大 ;

? 焊接参数较多,Plasma-MIG焊包含了等离子弧与常规MIG焊接 参数,虽然有两个电源分别供电,但是由于两个电弧间的相互作 用,使得其中一些焊接参数发生耦合,参数匹配及其优化比较复 杂. ? 只能自动焊 ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

16 PAW-MIG的焊枪 ? 按照产生等离子弧电极的形式,焊枪分为偏置钨极式和喷嘴式两种 电源 电源 焊丝 离子气 焊接工件 等离子弧 熔化极电弧 铜喷嘴 保护气 电源 电源 焊丝 离子气 焊接工件 等离子弧 熔化极电弧 铜喷嘴 保护气 ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

17 置极式Plasma-MIG焊枪 ? 1972年荷兰飞利浦公司的W. G.Essers和A. C. Liefkens首先设计 . ? 偏置钨极与中心轴的角度以及钨极尖端与熔化极喷嘴的间距都会影 响到焊接过程稳定性,如果设计不当会导致焊枪不能起弧,甚至造 成串弧现象发生而使焊枪损坏. ? 由于Plasma-MIG焊多采用直流反接的形式,当等离子电源电流较 大时,钨极烧损比较严重. ? 由于等离子弧与MIG弧在同一把焊枪内燃烧,等离子弧温度高达 13000K,高温对焊枪内部的零件设计要求很高,尤其是焊接低碳 钢或不锈钢时采用非惰性气体时,如果焊枪的水冷系统设计不完善 ,容易烧损焊枪. ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

18 喷嘴式Plasma-MIG焊枪 ? W. G. Essers等设计 ? 相对于偏置钨极式焊枪,它具有使用寿命长、等离子电弧稳定等优 点?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

19 熔敷效率 ? 焊丝不仅被通过焊丝的电流和熔化极电弧加热,而且还被周围的等 离子弧加热,焊丝的温度升高使得焊丝的电阻率随之变大,从而进 一步加大了焊丝电流所引起的电阻热与焊丝温度,起到了预热焊丝 的效果,明显地提高了焊丝熔化速率. a) 1.2mm 低碳钢焊丝 b) 2.0mm 低碳钢焊丝 熔化率与焊丝电流关系曲线 (等离子电流90A,干伸长28mm) ?Dr. Lin Sanbao, http://weld.hit.edu.cn/~arc , /

20 静特性 ? 在流过焊丝电流相同的条件下,Plasma-MIG焊熔化极电压要低于 MIG焊电压,当熔化极电流为零时,熔化极电压并不为零,这也间 接证明Plasma-MIG焊的焊丝电流并不是由熔化极与工件间电压决 定的.由于等........