[发明专利]一种气旋状态电弧的气体保护焊接方法

说明书

本发明提供一种气旋状态电弧的气体保护焊接方法，其特征在于包括如下步骤：S1、根据焊枪的形状及尺寸，在焊枪的前端或焊枪的喷嘴中增设用于形成稳定气旋的发生器；焊接前在发生器中通入保护气体，调节气体流量和流速及其他预设参数，使焊枪前端形成稳定的气旋；S2、接通焊接电源，使焊枪电极与被焊板材形成电弧，在保护气体的作用下电弧发生旋转，形成气旋状电弧等离子体；S3、利用气旋状电弧等离子体对被焊板材进行焊接，结束后关闭保护气体及焊接电源。本发明通过外加气流的方式对保护气体形态进行控制，利用流体的切应力以及压差等途径，提高电弧的能量密度，增加熔深；提高等离子体流力，提升气体保护焊的稳定性和焊接效率。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种气旋状态电弧的气体保护焊接方法。

背景技术

利用气体作为电弧介质并保护电弧和焊接区的电弧焊称为气体保护电弧焊，简称气体保护焊。气体保护焊主要由焊接电源、焊枪、供气系统和冷却水系统、以及控制系统等组成。

电弧焊的原理是通过电弧放电(俗称电弧燃烧)所产生的热量将被焊金属熔化并在冷凝后形成焊缝的焊接方法。通常按照电极是否熔化和保护气体不同，分为非熔化极(钨极)气体保护焊和熔化极气体保护焊。电弧在电极与被焊金属之间燃烧，其形态松散，呈钟罩形，能量密度较低，因此焊接熔深小，熔滴过渡慢。为了提高电弧能量密度，目前有技术提出通过对电弧进行压缩形成等离子弧焊等方法，以提高焊接熔深及效率。同时为了改善侧壁熔合的问题，现有技术中也已经提出了旋转电弧焊接技术，通过电磁控制、焊丝旋转等方法提高了焊接效率和熔深。

电弧焊接技术在不断改进，其核心之一就是压缩电弧以提高电弧的能量密度。那么如何改进以达到最优的效果是目前亟待解决的问题。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种气旋状态电弧的气体保护焊接方法。本发明主要通过外加气流的方式对保护气体形态进行控制，利用流体的切应力以及压差等途径，改变熔化被焊金属的能量来源—电弧的形状，从而进一步提高电弧的能量密度，增加熔深；同时提高等离子体流力，在熔滴的生成过程中实现对熔滴的控制，提升气体保护焊的稳定性和焊接效率。

本发明采用的技术手段如下：

一种气旋状态电弧的气体保护焊接方法，其特征在于包括如下步骤：

S1、根据焊枪的形状及尺寸，在焊枪的前端或焊枪的喷嘴中增设用于形成稳定气旋的发生器；焊接前在发生器中通入保护气体，调节气体流量和流速及其他预设参数，使焊枪前端形成稳定的气旋；

S2、接通焊接电源，使焊枪电极与被焊板材形成电弧，在保护气体的作用下电弧发生旋转，形成气旋状电弧等离子体；

S3、利用气旋状电弧等离子体对被焊板材进行焊接，结束后关闭保护气体及焊接电源。

进一步地，所述发生器为在焊枪前端布置多个气体导管，所述气体导管与所述焊枪的喷嘴之间根据焊接需求呈一定角度设置。

进一步地，所述气体导管为6-20个。

进一步地，所述发生器为在焊枪的喷嘴中放置预旋喷嘴。

现有技术中，旋转电弧主要通过两种途径实现：(1)使电极发生旋转带动电弧旋转；(2)通过外加电磁作用使电弧发生旋转。而本发明是以自然界中的龙卷风为参考，通过外加环形保护气流，利用气体产生的切应力以及压差而改变电弧形式，从而使电弧等离子体随之发生旋转，以达到改变电弧形态的目的。

本发明在非熔化极气体保护焊时，压缩电弧形态，增加电弧等离子体流力，以达到提高熔深，改善侧壁熔合的作用；熔化极气体保护焊时，在提高熔深的基础上，还可促进熔滴过渡，形成更稳定的焊接过程，提升焊接效率。

基于上述理由本发明可在焊接技术领域广泛推广。

附图说明