[发明专利]电弧负压力约束的钨极氩弧焊接方法

权利要求书

1.一种电弧负压力约束的钨极氩弧焊接方法，其特征在于：包括：

在焊接喷嘴或者焊枪外设置通电线圈以形成纵向磁场，所述纵向磁场的磁场方向与电弧中心轴向平行或重合；

调整纵向磁场的磁场强度，结合常规钨极氩弧焊接工艺参数,使得磁场强度大于电弧负压力约束钨极氩弧焊接工艺条件下所需要的临界值，并将大于所述临界值的磁场强度作为目标磁场强度；

将磁场强度达到目标磁场强度的纵向磁场作用于焊接电弧，使得电弧力方向与重力方向相反，促使电弧力由正压力转变为负压力,进而形成电弧负压力约束的钨极氩弧焊接工艺，在电弧负压力下进行钨极氩弧焊接技术过程。

2.根据权利要求1所述的电弧负压力约束的钨极氩弧焊接方法，其特征在于：所述通电线圈采用空心线圈，空心线圈为螺旋绕线线圈，线圈内置铁芯和冷却结构，冷却结构保证线圈适应在焊接高温环境条件下能正常工作，将空心线圈安装在焊接喷嘴或者焊枪外，或者将空心线圈与焊炬或者焊枪集成为一体，形成紧凑的外加磁场-焊枪或者焊炬一体化整体结构，并在所述空心线圈上施加励磁电流形成纵向磁场，进而构建成外加纵向磁场复合钨极氩弧焊接技术模式。

3.根据权利要求2所述的电弧负压力约束的钨极氩弧焊接方法，其特征在于：所述励磁电流的波形、方向、频率以及幅值可调节或可设定；所述励磁电流包括直流、交流、脉冲以及变极性。

4.根据权利要求2所述的电弧负压力约束的钨极氩弧焊接方法，其特征在于：所述纵向磁场的中心线与电弧中心线平行或重合；所述纵向磁场为间隙交变纵向磁场、恒定纵向磁场、脉冲纵向磁场、正弦波纵向磁场、交变纵向磁场中的一种。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的电弧负压力约束的钨极氩弧焊接方法，其特征在于：所述间隙交变纵向磁场的占空比为10～60％，间隙交变纵向磁场的频率为1～30Hz。

6.根据权利要求1所述的电弧负压力约束的钨极氩弧焊接方法，其特征在于：所述钨极氩弧焊接方法的工艺参数为：钨极直径为1.2～3.2mm，焊接电流为60～400A，焊接电弧长度为1～4mm，焊接电压为8～45V，焊接速度为10～400cm/min，保护气体流量为10～60L/min，保护气体为99.99％氩气、99.99％氦气以及99.99％氩气和99.99％氦气的混合气体中的一种。

7.根据权利要求1所述的电弧负压力约束的钨极氩弧焊接方法，其特征在于：

当焊接电流为100A以及弧长为3mm时，外加纵向磁场强度的临界值为0.02T，焊接电弧中心的电弧压力为0Pa；

当焊接电流为120A以及弧长为3mm时，外加纵向磁场强度的临界值为0.022T，焊接电弧中心的电弧压力为0Pa；

当焊接电流为150A以及弧长为3mm时，外加纵向磁场强度的临界值为0.026T，焊接电弧中心的电弧压力为0Pa。

8.根据权利要求1所述的电弧负压力约束的钨极氩弧焊接方法，其特征在于：所述焊接电弧的电弧力为吸引力，焊接电弧对焊接熔池具有吸引力作用，用于低碳钢、合金钢、不锈钢、装甲钢、轴承钢、模具钢、铝合金、钛合金、镁合金、铜合金、高温合金、高熵合金、难熔金属以及单晶材料的焊接。