一種三絲氣體保護間接電弧焊接方法、裝置、堆焊方法及窄間隙焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于材料加工技術領域，具體的說是涉及一種三絲氣體保護間接電弧焊接方法、裝置、堆焊方法以及窄間隙焊接方法。
【背景技術】
[0002]現代生產中，新型焊接方法對生產效率的提高和企業競爭力的提高均具有至關重要的作用。廣泛使用的熔化極氣體保護焊，提高焊接效率的關鍵是提高焊絲熔覆效率，而焊絲的熔覆效率主要是由焊接電流大小所決定的。對于常規電弧焊，電源連接是在焊接工件和焊絲之間，所以流過焊絲的總電流必然等于流過焊接工件的總電流，因此采用提升焊接電流來提高焊接效率時，會不可避免的導致焊接工件熱輸入的增加，而熱輸入的增加會導致焊接接頭性能下降、焊接變形增加等系列問題。
[0003]與傳統的電弧焊不同，間接電弧焊時工件不接電源，電弧只在電極之間產生。目前開發的間接電弧多為雙絲間接電弧，例如北京工業大學提出了激光-雙絲間接電弧復合的焊接方法(CN103753024A);天津大學提出了一種鑄鐵閥門密封面堆焊銅合金的TIG/MIG間接電弧方法(CN103212771A);而山東大學也開發并研宄了雙焊條間接電弧焊和雙絲間接電弧焊；哈爾濱工業大學也開發和研宄了 TIG-MIG間接電弧焊。然而現有的雙絲間接電弧焊均具有一定的局限性，即不僅可用參數范圍窄，而且當電流增大到一定程度時，電弧變得分散而無法保證焊接過程穩定性，熔敷效率和焊接效率都難以進一步增大。
【發明內容】
[0004]鑒于已有技術存在的缺陷，本發明的目的是要提供一種三絲氣體保護間接電弧焊接方法，其通過采用不同的電源連接方式和焊絲分布，有效解決了雙絲間接電弧焊熱輸入不足的問題，同時利用產生的耦合間接電弧有效提升了焊絲熔化效率以及間接電弧焊接參數可調范圍。
[0005]為了實現上述目的，本發明的技術方案:
[0006]一種三絲氣體保護間接電弧焊接方法，其特征在于:
[0007]所述方法通過三根焊絲以及兩個電弧電源實施焊接過程；
[0008]具體包括
[0009]焊接前，先將所述三根焊絲中的一根焊絲連接至所述兩個電弧電源的同一電極上，其余的兩根焊絲分別連接至所述兩個電弧電源的另一電極上，焊接工件不與所述電弧電源連接；隨后將上述連接兩個電弧電源同一電極的焊絲排布在中間，稱該焊絲為中間焊絲；其余的兩根焊絲分別排布在所述中間焊絲的兩邊，稱其余的兩根焊絲為邊絲；使得各所述邊絲分別與所述中間焊絲保持相同的夾角，并且上述中間焊絲以及邊絲能夠相交在一點上；
[0010]焊接時，令上述兩個電弧電源同時輸出，從而使得上述中間焊絲以及邊絲之間的交點上產生耦合間接電弧，當把該耦合間接電弧靠近待焊母材時，該耦合間接電弧使得焊接工件部分熔化，與焊絲過渡的液態金屬形成熔池，冷卻凝固后即可形成焊接接頭，實現焊接過程。
[0011]進一步的，所述中間焊絲與所述邊絲可選用多種排布方式，其中，所述中間焊絲可垂直向下排布或者與水平線成一定的傾斜角排布；各所述邊絲分別對稱排布在所述中間焊絲的兩邊；所述中間焊絲與各所述邊絲之間的夾角10°?80°。
[0012]所述兩個電弧電源可以由兩個直流電源、兩個脈沖電源、或者一個直流電源和一個脈沖電源組合中的任意一種組合。
[0013]所述焊接方法進行焊接過程中所采用的保護氣體可以為C02、Ar中的一種或0)2和Ar的混合氣，保護氣流均為0.l-50L/min。
[0014]本發明還要提供一種實現上述三絲氣體保護間接電弧焊接方法的裝置，其特征在于:
[0015]所述裝置由三根焊絲以及兩個電弧電源組成；
[0016]其中，所述三根焊絲中的一根焊絲連接至所述兩個電弧電源的同一電極上，且使得該焊絲排布在三根焊絲中間位置處，稱該焊絲為中間焊絲；
[0017]其余的兩根焊絲分別連接至所述兩個電弧電源的另一電極上，使得所述兩根焊絲分別排布在所述中間焊絲的兩邊，并分別與所述中間焊絲保持相同的夾角，稱其余的兩根焊絲為邊絲；
[0018]焊接工件不與所述電弧電源連接；
[0019]同時使得上述中間焊絲以及邊絲能夠相交在一點上；
[0020]焊接時，令上述兩個電弧電源同時輸出，從而使得上述中間焊絲以及邊絲之間的交點上產生耦合間接電弧，當把該耦合間接電弧靠近待焊母材時，該耦合間接電弧使得焊接工件部分熔化，與焊絲過渡的液態金屬形成熔池，冷卻凝固后即可形成焊接接頭，實現焊接過程。
[0021]所述中間焊絲與所述邊絲可選用多種排布方式，其中，所述中間焊絲可垂直向下排布或者與水平線成一定的傾斜角排布；各所述邊絲分別對稱排布在所述中間焊絲的兩邊；所述中間焊絲與各所述邊絲之間的夾角10°?80°。
[0022]所述兩個電弧電源可以由兩個直流電源、兩個脈沖電源、或者一個直流電源和一個脈沖電源組合中的任意一種組合。
[0023]所述焊接方法進行焊接過程中所采用的保護氣體可以為C02、Ar中的一種或0)2和Ar的混合氣，保護氣流均為0.l-50L/min。
[0024]同時基于上述三絲氣體保護間接電弧焊接方法，本發明還提供了一種堆焊方法，其特征在于:所述方法實施堆焊過程中，以上述三根焊絲為填充金屬，利用所述耦合間接電弧的弧柱熱量和熔滴過渡所攜帶的熱量，實現填充金屬與焊接工件的焊接。
[0025]同時基于上述三絲氣體保護間接電弧焊接方法，本發明還提供了一種窄間隙氣體保護三絲間接電弧焊方法，其特征在于:所述方法實施焊接過程中，使得所述三根焊絲排布于同一平面，以實現窄間隙焊接。
[0026]本發明的有益效果:
[0027]本三絲氣體保護間接電弧焊工件不接電源，電弧只在焊絲端部形成間接電弧，工件上不存在活性斑點區、熔敷系數高、節約電能、熔合比可大幅度降低；由于其特殊的焊絲分布方式，產生了電弧耦合作用，與雙絲氣體保護間接電弧焊相比，其可用適焊電流大大增加，解決了雙絲氣體間接電弧對母材熱輸入不足的問題，并通過增加焊接電流，進一步增加了焊絲熔敷效率，提高了生產效率。
【附圖說明】
[0028]圖1:雙絲間接電弧焊原理示意圖；
[0029]圖2:本發明的原理示意圖；
[0030]圖3a:本發明所述的幾種典型焊絲分布方式示意圖；
[0031]圖3b:本發明所述的幾種典型焊絲分布方式轉換視角后的示意圖；
[0032]圖4:發明所述的窄間隙三絲間接電弧焊實例示意圖。
[0033]圖中:1、電弧電源，2、電弧電源，3、主絲或者稱為中間焊絲，4、邊絲，5、邊絲，6、待焊母材。
【具體實施方式】
[0034]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖，對本發明進行進一步詳細說明。
[0035]如圖1所示，雙絲間接電弧焊特別是其電源連接方式和焊絲分布方式，使得雙絲間接電弧焊在電流增大到一定值時，在電磁作用下會發生電弧分散現象。因此存在對母材熱輸入不足、焊接參數選擇狹窄等缺點。
[0036]基于上述雙絲間接電弧焊存在的缺陷及其產生的原因，本發明設計了一種三絲氣體保護間接電弧焊方法，其通過采用不同的電源連接方式和焊絲分布以克服雙絲間接電弧焊熱輸入不足等問題。
[0037]如圖2所示，所述三絲氣體保護間接電弧焊接方法，所述方法通過三根焊絲以及兩個電弧電源實施焊接過程；
[0038]具體包括
[0039]焊接前，先將所述三根焊絲中的一根焊絲連接至所述兩個電弧電源(1、2)的同一電極上，其余的兩根焊絲分別連接至所述兩個電弧電源(1、2)的另一電極上，焊接工件不與所述電弧電源連接；隨后將上述連接兩個電弧電源同一電極的焊絲排布在中間，稱該焊絲為中間焊絲3 ;其余的兩根焊絲排布(可對稱排布)在所述中間焊絲的兩邊，稱其余的兩根焊絲為邊絲(4、5);使得所述中間焊絲分別與各所述邊絲保持一定夾角(相同的夾角)，并且上述中間焊絲以及邊絲能夠相交在一點上；
[0040]焊接時，令上述兩個電弧電源同時輸出，從而使得上述中間焊絲以及邊絲之間的交點上產生耦合間接電弧，當把該耦合間接電弧靠近待焊母材6時，該耦合間接電弧使得焊接工件部分熔化，與焊絲過渡的液態金屬形成熔池，冷卻凝固后即可形成焊接接頭，實現焊接過程。
[0041]進一步的，所述三