[发明专利]一种用于碳钢厚板的高速焊接系统及操作方法

说明书

本发明公开了一种用于碳钢厚板的高速焊接系统及操作方法，该系统包含：高速焊接小车、焊接轨道、复合焊枪及调整复合焊枪位置的调节工装，该焊接轨道活动连接在工件上，复合焊枪连接固定在调节工装上，调节工装通过连接组件连接并固定在焊接小车上，所述的调节工装包含：与第一焊枪连接设置的第一位置调节组件；与第二焊枪连接设置的第二位置调节组件；连接在第一焊枪上的第一角度调节组件。本发明复合客户现有的焊接电源以实现碳钢厚板角焊缝的高速焊接，能明显改善焊接效率并达到高速焊无焊接缺陷的目的，尤其适用于厚板角焊缝的高速焊接。而且，本发明的焊接系统利用了客户现有的焊接电源，不需要投资额外的焊接电源，大大节约了成本。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种高速焊接设备，特别涉及一种用于碳钢厚板，特别是含碳量大于0.08％且小于2％的碳素钢或合金钢，的高速焊接系统及操作方法，主要用于船舶制造、重工业及钢结构生产等工业领域。

背景技术

MAG(Metal Active Gas Arc Welding，熔化极活性气体保护焊)是一种最广泛使用且易于实现自动化的焊接方法。其电弧产生于焊丝与母材之间，并受活性气体成分所保护。然而随着焊接速度的增加，咬边等焊接缺陷变得越来越明显。咬边是由于焊缝两端的母材过烧，致使熔融金属未能填满，形成槽状凹坑。当焊接速度超过某一极限，焊缝表面将出现周期性的波动，形成驼峰焊。驼峰焊具有典型的波动顺序，其中包括波峰及波谷。它们的形成极易破坏焊缝接头的强度及性能，造成焊缝不连续，从而限制了焊接速度和生产效率的进一步提高。目前研究人员分别从设备、材料、工艺等多方面寻找抑制高速焊焊接缺陷的有效方法。对于设备而言，目前高速焊接工艺主要以双丝(Tandem MAG)或多丝电弧焊为主。但上述一些方法或措施部分增加了焊接设备的复杂性，另外焊接成本提高。因此这些不足一定程度上限制了其广泛的实际应用。

TIG(Tungsten Inert Gas Welding，非熔化极气体保护焊)，其电弧产生于非熔化极电极与母材之间，并受惰性气体成分所保护。

FCAW(Fluxed-cored arc welding，药芯焊丝气体保护焊)与MAG焊接方法相比改善了电弧行为、熔滴过渡方式、焊缝金属性能和焊缝表面成形。该方法所产生的电弧热主要来自于管状焊丝与母材之间的电弧。目前越来越多的中国造船工业和重工业生产厂商一直采用便捷的焊接小车配合FCAW焊接方法用于其产品焊接以便减少人工成本。然而即使采用焊接小车，常用的焊接速度也只有300mm/min，焊接成本仍然很高。

发明内容

本发明的目的是解决现有厚板焊接尤其是碳钢厚板的角焊缝焊接的高速焊接容易产生驼峰缺陷的技术问题，本发明提供了一种复合焊接工艺设备，通过TIG的电弧力作用，推动后端液态金属的回填，使MAG电弧下方产生的“固态斑点”(液态金属层变薄导致的固体金属露出产生的斑点)数量及“液态金属薄层”面积变小。通过TIG焊电弧热作用以及来自MAG焊保护气体成分，可以减小后端液态金属的表面张力以促进回填液态金属的流动性。

为了达到上述目的，本发明提供了一种用于碳钢厚板的高速焊接系统，该系统包含：高速焊接小车、焊接轨道、包含第一焊枪及第二焊枪的复合焊枪及调整复合焊枪位置的调节工装，该焊接轨道活动连接在工件上，复合焊枪连接固定在调节工装上，调节工装通过连接组件连接并固定在焊接小车上，所述的调节工装包含：

与第一焊枪连接设置的第一位置调节组件，用于调节第一焊枪与第二焊枪之间的焊接间距d1、以及第一焊枪的焊接电极尖端与焊缝的间距d2；

与第二焊枪连接设置的第二位置调节组件，用于调节第二焊枪的导电嘴与焊缝的间距d3；

连接在第一焊枪上的第一角度调节组件，用于调节第一焊枪与第二焊枪之间的角度θ1。

较佳地，所述的连接组件包含：横移齿条，通过该横移齿条将焊接小车与调节工装连接固定。

较佳地，所述的连接组件还包含：