本發明專利技術提出一種焊絲自轉式熔化極焊接方法，其特征在于：在熔化極焊接過程中，焊絲在向下不斷送進的過程中，進行自轉，焊絲自轉采用PLC編程控制的伺服電機驅動及PLC程序實現焊絲的恒速同向自轉或脈動同向自轉或雙向脈動自轉，并涉及實現該方法的裝置。本發明專利技術的有益效果是通過焊絲沿焊絲軸心的自轉實現對熔滴過渡的控制，減小短路電流，實現低熱輸入、無飛濺的熔化極焊接過程。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及焊接
，特別是涉及一種基于焊絲自轉式的熔化極焊接方法及其裝置。
技術介紹
隨著制造業的不斷發展與焊接技術的不斷革新，薄板結構及異種金屬冷焊需求越來越迫切。目前基于薄板焊接以及異種金屬之間的熔化連接逐漸成為焊接
的研究熱點。由于熔化極焊接技術易于實現自動化、可進行全位置焊接、節能及接頭質量好等優點，因此其在薄板結構及異種金屬焊接方面具有較大的應用前景。熔化極焊接時，焊絲熔化作為填充金屬從而形成焊縫，眾所周知，在電弧熱的作用下，焊絲端頭的熔化金屬會在端部形成熔滴，熔滴穩定地向工件上的熔池中過渡是形成焊縫的關鍵因素。熔滴過渡方式有很多種，其中短路過渡由于存在熔滴與熔池的周期性短路，因此其焊接熱輸入最易于控制，普通熔化極短路過渡焊接時，當在電弧作用下形成的液態熔滴與熔池接觸短路時，液態金屬與熔池接觸以后形成液相橋，傳統熔化極焊接方法通過施加較大的焊接電流產生較強的電磁力，在電磁力的作用下使液相橋爆斷，液態金屬從而流入熔池。此類傳統熔化極短路過渡焊接方法由于采用了大的短路電流，因此往往容易出現飛濺，并且增加了焊接過程中的熱輸入。針對上述問題，現有的如美國專利US2009026188A1，為了控制熔滴短路過渡過程及焊接熱輸入問題，采用了焊絲反向運動的方式，也就是當熔滴與熔池接觸形成液相橋以后，焊絲瞬間向上運動，從而外加一個反向力拉斷液相橋，因而在熔滴短路過渡的過程中便可以降低短路電流，進而可以降低焊接熱輸入。目前通過外加驅動力的方式提高焊接過程質量的方式還有旋轉電弧窄間隙焊接裝置，這種方法的原理主要基于設計偏心導電管或者偏心導電嘴改變焊絲端部的運動軌跡，如中國專利200510038527. 4主要通過空心電機帶動偏心導電嘴運動實現電弧的旋轉，焊絲本體并不進行自轉。這種方法由于只是實現了電弧的旋轉，只是改變了電弧加熱位置的不斷變化，因此只能在厚板焊接時，用電弧偏離軸心的旋轉來增加電弧對坡口側壁的加熱，消除側壁的熔合不良問題，同時，由于焊絲端部的空間位置不斷變化，因此也不能穩定地在熔池和焊絲之間實現液相橋，也就無法實現穩定的短路過渡，不能實現上述美國專利所謂的低熱輸入焊接過程。
技術實現思路
為了實現低熱輸入的熔化極焊接短路過渡過程，本專利技術提供了一種焊絲自轉式熔化極焊接方法及其裝置，通過焊絲本體的有序自轉，實現熔化極焊接時液相橋的失穩破斷，降低短路過渡對焊接大電流的要求，進而降低焊接過程中的熱輸入，實現薄板及異種金屬連接的需求。采用上述方法及裝置的熔化極短路過渡過程如下當熔滴與熔池接觸以后形成液相橋，焊絲由于進行自轉運動，因此可以對液相橋施加扭轉力，進而將液相橋“扭斷”，而不需要較高的短路電流，即可以把短路電流有效降低，進而可以極大地降低焊接熱輸入，最終實現低熱輸入條件下薄板及異種金屬的連接。本專利技術所采用的技術方案是在熔化極焊接過程中，焊絲在向下不斷送進的過程中，進行自轉，焊絲自轉采用PLC編程控制的伺服電機驅動及PLC程序實現焊絲的恒速同向自轉或脈動同向自轉或雙向脈動自轉。所述的焊絲自轉式熔化極焊接方法，其特征在于熔化極焊接過程中，焊接電源I的正極輸出通過靜止石墨電刷15與導電銅環16相連，導電銅環16通過導電管17與焊接導電嘴19連通，焊接電流由焊接電源I正極輸出，通過導線流過石墨電刷15，通過石墨電刷15與導電銅環16的接觸導電而流經導電銅環16，再經過導電管17傳輸電流到導電嘴19，導電嘴19與焊絲之間通過導電在工件21與焊絲本體4之間引燃電弧20形成焊接電流回路，焊絲盤2、焊絲本體4、連接桿22、導電銅環16、導電管17及導電嘴19沿焊絲中心軸線 作相同角度自轉運動。所述的焊絲自轉式熔化極焊接方法，其特征在于焊接過程中，石墨電刷處于靜止狀態，包括焊絲盤(2)、連接桿(22)、導電銅環(16)、導電管(17)、導電嘴(19)以及焊絲本體(4)在內的部位沿焊絲軸線發生相同方向和角度的自轉。所述的焊絲自轉式熔化極焊接方法，其特征在于焊接回路中電刷的類型可以使用天然石墨或金屬石墨或電化石墨。所述的焊絲自轉式熔化極焊接方法，其特征在于普通焊絲進行焊接時在噴嘴支架11與導電管17之間增加滾針軸承或者深溝球軸承，在噴嘴支架11上設置氣體輸入管13。實現焊絲自轉式熔化極焊接方法的裝置，包含焊絲盤2、焊絲盤支架3，連接桿22、導電銅環16、導電管17，其特征在于該裝置通過自轉驅動電機(M2)9驅動導電管17發生自轉運動，導電管17與送絲滾輪7和送絲電機(Ml)8組合成的送絲系統采用螺栓聯接在一起，送絲系統上部通過連接桿22與焊絲盤支架3通過螺栓聯接，焊絲盤2、焊絲盤支架3、連接桿22、由送絲滾輪7和送絲電機(Ml)S組合成的送絲系統以及導電管17固定聯接在一起，外部通過軸承5與行走支架6配合，實現焊接過程中焊絲自轉的運動過程，焊接時，焊接電源通過正極輸出電流，通過靜止的石墨電刷15與自轉運動的導電銅環16的導電實現整個焊接回路導通焊接。本專利技術的有益效果是通過焊絲沿焊絲軸心的自轉實現對熔滴過渡的控制，減小短路電流，實現低熱輸入、無飛濺的熔化極焊接過程。附圖說明圖I為本專利技術的結構示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和實例對本專利技術作進一步說明。由圖I所示，本專利技術包括1-焊接電源、2-焊絲盤、3-焊絲盤支架、4-焊絲本體、5-軸承、6-行走支架、7-送絲滾輪、8-送絲電機Ml、9-自轉電機M2、10-傳動齒輪I、11-噴嘴支架、12-傳動齒輪2、13-保護氣體導入口、14-噴嘴罩、15-石墨電刷、16-導電銅環、17-導電管、18-節流銅絲網、19-導電嘴、20-自轉電弧、21-母材、22-連接桿。由圖I所示，整個焊接供電回路由焊接電源正極-石墨電刷-導電銅環-導電管-導電嘴-焊絲本體-自轉電弧-工件-焊接電源負極組成，在壓緊彈簧的作用下，石墨電刷15與導電銅環16之間發生相對摩擦運動，同時兩者通過摩擦接觸實現導電，這樣就在焊接電纜無纏繞的情況下，實現焊接回路的導通。焊接過程中，行走支架6、噴嘴支架11、石墨電刷15 、噴嘴罩14、節流銅絲網18不產生自轉，包括焊絲盤2、焊絲盤支架3、導電銅環16、導電管17、連接桿22、導電嘴19以及焊絲4在內的都要發生沿焊絲軸線的自轉；自轉電機M2、傳動齒輪10和12、軸承構成焊接自轉動力機構部分，自轉速度及方向可以調節，從而可以獲得要求的自轉方式。送絲電機Ml、送絲滾輪7和送絲速度控制系統配合，將焊絲4送入連接桿22和導電管17，從導電嘴19送出，其送絲速度可以根據焊接條件進行調節。可調噴嘴支架11、噴嘴罩14、節流銅絲網18、保護氣體導入口 13等構成噴嘴機構部分，可調噴嘴支架11固定在行走支架6上，采用手動絲杠調節，根據焊接過程調節噴嘴的高度，達到更好的保護效果。通過上述結構之間的配合與協調，便可以實現在焊接過程中焊絲的自轉，最終實現對熔滴短路過渡過程的優化，降低焊接熱輸入，實現薄板結構及異種金屬之間的連接。在實際應用中，本領域的技術人員完全可以在本專利技術的技術方案內，合理選擇其他的設計方法和參數，但與本專利技術所保護的技術方案實質性相同，仍落入本專利技術的保護范圍之內。權利要求1.一種焊絲自轉式熔化極焊接方法，其特征在于在熔化極焊接過程中，焊絲在向下不斷送進的過程中本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種焊絲自轉式熔化極焊接方法，其特征在于：在熔化極焊接過程中，焊絲在向下不斷送進的過程中，進行自轉，焊絲自轉采用PLC編程控制的伺服電機驅動及PLC程序實現焊絲的恒速同向自轉或脈動同向自轉或雙向脈動自轉。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：張洪濤，趙占峰，馮吉才，胡樂亮，代翔宇，張強強，韓超，劉積厚，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學威海，
類型：發明
國別省市：
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