[发明专利]一种弯曲焊丝旋摆电弧窄间隙焊接装置及其方法

说明书

本发明涉及窄间隙焊接的技术领域，公开了一种弯曲焊丝旋摆电弧窄间隙焊接装置及其方法，通过旋转驱动件驱动弯丝焊接机构旋转，弯丝焊接机构包括旋转背板和滑动驱动件，旋转背板的下端连接有导电杆和导电嘴，旋转背板上转动安装有压紧轮组，压紧轮组包括至少两个压紧轮，在两个压紧轮之间滑动安装有弯曲轮，弯曲轮的滑动方向与弯丝焊接机构的转轴方向垂直，弯曲轮与滑动驱动件驱动连接。本发明的弯曲焊丝旋摆电弧窄间隙焊接装置及其方法，解决侧壁未熔合问题，保证窄间隙焊接过程的稳定性，避免导电嘴在旋转过程中发生磨损，解决摆动幅度无法实时调整，解决坡口适应性差的问题，降低焊接机构对焊丝和校直机构的依赖性。

技术领域

本发明涉及窄间隙焊接的技术领域，特别是涉及一种弯曲焊丝旋摆电弧窄间隙焊接装置及其方法。

背景技术

目前，窄间隙MAG焊接技术具有焊接效率高、填充金属量少等优势，在金属厚壁结构的焊接制造上具有很好的应用前景。但窄间隙焊接容易出现侧壁未熔合、侧壁起弧等问题。为了解决侧壁未熔合问题，已经开发了弯曲焊丝、锥形摆动导电嘴、旋转电弧、双丝等方式。其中弯曲焊丝是利用预弯机构使焊丝形成波浪状弯曲，随着电弧的燃烧，焊丝端部能够周期性的指向坡口侧壁，进而解决侧壁未熔合问题；锥形摆动导电嘴的方式是采用弯曲导电嘴或者斜装导电嘴，使导电嘴与导电杆中轴线形成一定的角度(一般为10°左右)，利用电机带动导电嘴沿着导电杆的中轴线来回旋转摆动，从而带动焊丝来回锥形摆动，使得电弧周期性的指向坡口侧壁从而解决侧壁未熔合问题；旋转电弧与摆动电弧类似，不同点在于旋转电弧采用的是导电嘴连续的旋转，一般旋转速度大于摆动速度；双丝窄间隙焊则采用两丝前后布置，且分别指向窄间隙坡口两侧，进而解决侧壁未熔合问题。

现有的弯曲焊丝窄间隙焊接技术存在以下不足：(1)由于采用预弯曲，因此弯曲幅度、摆动频率的调整困难，无法实现在线调整；(2)坡口适应性差，预先弯曲参数确认后，焊丝在坡口中的位置区域大致确定，若坡口形状、宽度或者轨迹发生变化，电弧位置无法及时调整，导致侧壁未熔合、侧壁起弧等问题的发生；(3)实现数字化或者智能化焊接困难，由于参数在线调整困难，该方法或者设备无法形成闭环控制，从而难以形成智能化焊接；(4)焊丝预弯前需要添加校直机构，导致机构复杂、工艺优化复杂；(5)对焊丝塑性等性能依赖性大，电弧到侧壁的距离与焊丝的性能相关性较大。

锥形摆动电弧和旋转电弧有以下不足：(1)由于是导电嘴带动焊丝摆动或者旋转，焊丝与导电嘴内壁存在圆周方向的相对运动，加上高温及轴向的高速运动，导电嘴磨损严重；(2)由于需要斜装导电嘴，因此可焊坡口宽度较大，一般大于14mm；(3)受限于导电嘴尺寸，焊丝指向侧壁的角度一般不大，为了保证侧壁熔合，导电嘴一般会挨近侧壁，容易导致侧壁起弧现象发生。

双丝窄间隙焊接的不足：(1)成本高，需要两台以上的焊接电源；(2)机构复杂，焊枪中需要采用两套水、气、电系统，且之间均要独立，机构一般较为复杂；(3)与摆动电弧一样，受限于导电嘴尺寸，焊丝指向侧壁的角度一般不大，为了保证侧壁熔合，导电嘴一般会挨近侧壁，容易导致侧壁起弧现象发生。

发明内容

本发明的目的是：提供一种弯曲焊丝旋转摆电弧窄间隙焊接装置及其方法，解决侧壁未熔合问题，保证窄间隙焊接过程的稳定性，避免导电嘴在旋转过程中发生磨损，解决摆动幅度无法实时调整，解决坡口适应性差的问题，降低焊接机构对焊丝和校直机构的依赖性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种弯曲焊丝旋摆电弧窄间隙焊接装置，包括基座，所述基座上分别固定安装有旋转驱动件和旋转安装有弯丝焊接机构，所述旋转驱动件通过传动件驱动所述弯丝焊接机构旋转，所述弯丝焊接机构包括旋转背板和滑动驱动件，所述旋转背板的下端连接有导电杆和导电嘴，所述旋转背板上转动安装有压紧轮组，所述压紧轮组包括至少两个压紧轮，在两个所述压紧轮之间滑动安装有弯曲轮，所述弯曲轮的滑动方向与所述弯丝焊接机构的转轴方向垂直，所述弯曲轮与所述滑动驱动件驱动连接。