双丝电弧焊技术.docx

双丝电弧焊技术随着全球制造业竞争趋势的加剧，人们对于焊接质量以及焊接效率的要求越来越高，因此提高焊接效率和焊接质量，同时降低生产成本成为了众多焊接工作者追求的目标。对于焊接效率的提高主要有两种途径：其一是通过提高焊接速度，主要是针对薄板件焊接：另外一种是提高焊丝的熔敷率，主要是针对中、厚板焊接。提高焊接速度以及焊丝熔敷率很大程度上是通过提高焊接电流来实现，对于传统的单丝电弧焊来说，通过焊丝的电流是有一定限度的，即焊接电流不宜过大，否则会影响焊接稳定性，进而影响焊接质量。基于以上因素，双丝电弧焊技术由于其具有焊接速度高、焊接质量好以及高熔敷率等优点受到人们的关注。下面对多种双丝电弧焊设备、工艺及优缺点进行简要介绍：1、Tandem双丝焊Tandem双丝焊由两套送丝机构、两个独立供电电源等组成；两焊丝分别使用单独的导电嘴，但是共用同一个焊枪。根据两焊丝间距的不同，Tandem双丝焊可以分为共熔池法和分离电弧法。图1中所示为采用共熔池法的Tandem双丝焊，两焊丝在工件上形成同一个熔池。由于其供电电源和送丝机构都是独立的，在进行焊接参数的调节时可以根据焊接需要分别进行设置，这样能更好的控制电弧，应用较为方便。送丝机构送丝机构导电嘴/焊枪图1Tandem双丝焊示意图2、TwinArc美国Miller公司开发的一种双丝电弧焊技术，两焊丝共用一个电源和同一个导电嘴，其示意图如图2所示，一般来说，两根焊丝的直径相同，在焊接时形成共同的熔池。根据焊丝并列排布的特点，这种焊接方法还被称为并列双丝焊。但由于其两焊丝共用一个导电嘴，有时容易出现电弧干扰问题，使其应用不太方便。送丝机构送丝机构3、串联双丝焊两焊丝共用一个电源和同一个导电嘴，电源正负极分别和它的两根焊丝进行相连，焊丝通过串联进行连接，其原理如图3所示。电流不流过母材，直接通过中间的电弧形成通路，并且电弧只存在于两焊丝之间。在实际生产时，角度的最佳选择为45°。电源可以选择交流也可以选择直流。由于其送丝机构和电弧特性，这种方法比传统的焊接优势在于对母材输入的热量较小，熔敷效率较高，熔敷的金属稀释率较低，熔深较浅。图3串联双丝焊示意图4、双丝旁路耦合电弧焊此方法将电弧分成了两路，在工件与焊丝之间形成一个主路电弧，在焊丝和焊丝之间形成一个旁路电弧。根据所用电源数量的不同，可以分为双电源双丝旁路耦合电弧焊和单电源双丝旁路耦合电弧焊，如图4所示。一般来说，双电源类型的双丝旁路耦合电弧焊控制过程较为复杂，其主路电弧所接电源采用恒压源，从路电弧所接电源采用恒流源，这样有利于电弧的稳定性。对于单电源类型的双丝旁路耦合电弧焊而言，其主路焊丝和从路焊丝接在同一个电源上，主路接正极，从路接负极。在进行焊接时流经主路焊丝的电流一部分流经母材，另一部分流经从路焊丝，这样既可以提高主路焊丝的电流又可减少对母材的热输入，从而提高焊接的熔敷率，保证焊接质量。图4双丝旁路耦合电弧焊示意图5、双丝单弧预热填丝焊该方法通过主焊丝产生电弧,辅助焊丝不产生电弧利用主焊丝焊接产生的多余热量进行熔化,并且不断向熔池进行送丝淇原理如图5所示。在不增加电源和功率情况下,通过采用另外一个回路对辅助焊丝加热,提高r生产率和热量的利用率。除此之外,焊接速度的提高也有利于减少烧穿、变形和塌陷等现象，改善了焊缝的组织结构。它既可作气体保护焊,也可作埋弧焊。因此它具有高效节能节材、应用广泛的优点。图5双丝单孤预热填丝焊示意图6、双丝三孤焊双丝三弧焊接方法是哈尔滨工业大学的耿正教授开发的一种新型双丝电弧焊接方法，其原理如图6所示。该方法的典型特点是它的两根焊丝分别与工件之间产生两个电弧以外,还在两根焊丝之间产生了一个M弧，实现了两根焊丝起三个电弧的功能。该方法所产生的三个电弧是一种动态电弧，两个焊丝分别与工件产生的主电弧是交替存在的，其动态变化过程如图7所示。主电弧L和R交替起弧和熄灭，通过恒压源进行供电，M弧在此过程中由方波交流电（恒流源）提供能量，用来调节流入工件的焊接电流大小。它从根本上解决了提高焊丝熔敷率与降低工件热输入之间的矛盾。图7动态三电弧示意图7、优缺点比较通过对以上几种双丝电弧焊接方法比较,总结出它们的优缺点见表U表1几种双丝电弧焊接方法比较焊接方法优点缺点Tandem双丝焊可大大提高焊接效率岸健成形好电弧干扰小。过量的热输入会降低母材性能TwinArc设备简单，可有效提高焊接效率。电弧可控性差串联双丝焊熔敷速度高,对母材热输入少。焊接质量不稳定双丝旁路耦合电弧焊可提高焊接效率,有效降低母材热输入。旁路电瓠不易控制双丝单弧预热填丝焊有效提高焊接效率,较少能量消耗和热变形。焊接稳定性梢差双丝三弧焊有效提高焊丝熔敷率，有效降低工件热输入.M弧不太稳定