一種脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置製造方法

2023-04-25 13:16:31

一種脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置，包括焊機電源、施焊電路、施加脈衝電流的裝置，施焊電路中的脈衝電路和電阻電路是從焊機電源中引出的兩條電流支路，與焊接電路並聯，電流支路中設置控制開關將直流電流轉換為間斷導通的脈衝電流，並使得在某一時刻電阻電路和脈衝電路中只有一路導通；施加脈衝電流的裝置含有結構相同的正極滑塊和負極滑塊，其固定在焊機機頭上，通過導電螺杆將接線板上的電流導入到石墨滑塊上，設置在電弧焊接熔池兩側的石墨滑塊與被焊接件滑動摩擦式接觸，隨焊絲一同前行，同步地將脈衝電流施加到電弧焊接熔池中。本發明對焊接接頭處施加脈衝電流，能夠減小焊縫粗晶區，改善了焊接接頭處的組織和力學性能。
【專利說明】一種脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種電弧焊接裝置，特別涉及一種脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置。
【背景技術】
[0002]焊接是將工件和焊料熔化形成熔融區域，熔池冷卻凝固後便形成了材料之間的連接。由於在焊接過程中需要較大的熱輸入量這使得焊接接頭的粗晶區較寬，力學性能較差，在焊接質量要求高的場合(如西氣東輸所用的輸氣管道)是不可取的。通常人們是通過提高鋼的鋼級來避免大的熱輸入量帶來的焊接接頭組織和力學性能變差的缺點，但每提高一個鋼級，其加工難度和生產成本都會增加很多。已有的研究結果表明，脈衝電流能夠使液態金屬和高溫固態金屬的組織得到均勻、細化。而焊接過程就是一個快速熔化和凝固的冶金過程，既有液態金屬，又有高溫固態金屬，因此對焊接接頭處施加脈衝電流，可以用來改善焊接接頭處的組織和力學性能，從而避免提高鋼級所帶來的高加工難度和高成本等缺點。

【發明內容】

[0003]本發明針對現有的電弧焊接工藝存在的焊接接頭粗晶區較寬、力學性能較差的問題，提出一種將脈衝電流引入到電弧焊接熔池中，通過脈衝電流來改善焊接接頭的組織和力學性能的裝置。
[0004]本發明構思通過下述技術方案來實現:一種脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置，包括焊機電源、施焊電路，其特徵在於:還包括施加脈衝電流的裝置，所述施加脈衝電流的裝置包括正極滑塊P和負極滑塊N，所述正極滑塊P和負極滑塊N通過連接架10相連接，所述正極滑塊P和負極滑塊N結構相同，包括石墨滑塊2、導電螺杆5、接線板9及絕緣件，所述接線板9設置在連接架10上面，所述導電螺杆5與接線板9連接後插入連接架10內，與鑲嵌在連接架下部凹槽內的石墨滑塊2相連接，所述石墨滑塊2、導電螺杆5、接線板9與連接架10的接觸部位分別設有絕緣件使之相互隔離；所述施加脈衝電流的裝置固定在焊機機頭上，通過導電螺杆5將接線板9上的電流導入到石墨滑塊2上，設置在電弧焊接熔池兩側的石墨滑塊2與被焊接件滑動摩擦式接觸，隨焊絲12 —同前行，同步地將脈衝電流施加到電弧焊接熔池中；所述施焊電路包括焊接電路、脈衝電路和電阻電路，其焊接電路為常規電弧焊接電路，其脈衝電路和電阻電路是從焊機電源中引出的電流支路，與焊接電路並聯，電流支路中設置控制開關K將直流電流轉換為間斷導通的脈衝電流，當脈衝電路導通時，電阻電路截止，當脈衝電路截止時，電阻電路導通。
[0005]本發明的施焊電路中設置了脈衝電路和電阻電路，設置電阻電路是為了保證焊縫處電流的恆定，電路中設置控制開關K使得在某一時刻脈衝電路和電阻電路只能有一路導通，這樣的設計也使得從焊機電源中引出的直流電流轉換為脈衝電流，降低了被焊接件中的電熱效應，提高了電流來改善焊接接頭的組織和力學性能效果。
[0006]本發明對焊接接頭處施加脈衝電流，能夠減小焊縫粗晶區，改善了焊接接頭處的組織和力學性能，從而可避免提高鋼級所帶來的高加工難度和高成本等缺點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發明結構原理圖。
[0008]圖2是本發明結構示意圖。
[0009]圖3是本發明的施加脈衝電流的裝置結構示意圖。
[0010]圖中:1-焊接件a，2-石墨滑塊，3-銷，4_彈簧，5_導電螺杆，6_絕緣套，7_絕緣墊圈，8-螺母，9-接線板，10-連接架，11-絕緣墊，12-焊絲，13-焊接件b ；P-正極滑塊，N-負極滑塊，K-控制開關。
【具體實施方式】
[0011]以下，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發明的實施例。
[0012]參照圖1-2，脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置由焊機電源、施焊電路及含有正極滑塊P、負極滑塊N的施加脈衝電流的裝置構成，施焊電路包括焊接電路、脈衝電路和電阻電路。焊接電路為:焊機電源一正極滑塊P—焊接件bl3—熔池一焊絲12—焊機電源，完成常規的電弧焊接過程。脈衝電路和電阻電路與焊接電路並聯，設置控制開關K使得在某一時刻脈衝電路和電阻電路只能有一路導通。脈衝電路為:焊機電源一正極滑塊P—焊接件bl3—熔池一焊接件al—負極滑塊N—控制開關K一焊機電源，將脈衝電流導入到熔池中，用來改善電弧焊接接頭處的組織和力學性能。電阻電路為:焊機電源一電阻電路一控制開關K一焊機電源，用以保證焊縫處電流的恆定。在電弧焊接時，焊接電路正常導通完成常規的電弧焊接過程，由控制開關K控制脈衝電路的導通或截止，開關的頻率即為脈衝電流的頻率，單次導通的持續時間即為脈衝電流的寬度，脈衝電流的強度由焊機電源調節。預先調整電阻電路的電阻值與脈衝電路的電阻值相同，通過控制開關K調控在某一時刻電阻電路和脈衝電路之中有且只有一路導通，以保證焊縫處電流的恆定。
[0013]參照圖3，本發明的施加脈衝電流的裝置包括正極滑塊P、連接架10和負極滑塊N。正極滑塊P和負極滑塊N結構相同，包括石墨滑塊2、銷3、彈簧4、導電螺杆5、絕緣套6、絕緣墊圈7、螺母8、接線板9和絕緣墊11。石墨滑塊2鑲嵌在連接架10的凹槽內，並用絕緣墊11使之與連接架10隔離開來。導電螺杆5與石墨滑塊2之間為銷3連接，便於石墨滑塊2的更換與調整。為了避免出現由於磨損而造成的石墨滑塊與被焊接件之間接觸不良的現象，利用彈簧4將石墨滑塊2壓在被焊接件的表面上。導電螺杆5的上端設有螺母8，當石墨滑塊2磨損嚴重不能使用時，可將螺母8卸下後，把石墨滑塊2從連接架10的凹槽內抽出，進行更換。該裝置固定在焊機的機頭上，使得石墨滑塊隨焊絲一同前行，始終位於電弧焊接熔池的兩側，同步地將脈衝電流施加到電弧焊接熔池中。
【權利要求】
1.一種脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置，包括焊機電源和施焊電路，其特徵在於:還包括施加脈衝電流的裝置，所述施加脈衝電流的裝置包括正極滑塊(P)和負極滑塊(N)，所述正極滑塊(P)和負極滑塊(N)通過連接架(10)相連接，所述正極滑塊(P)和負極滑塊(N)結構相同，包括石墨滑塊(2)、導電螺杆(5)、接線板(9)及絕緣件，所述接線板(9)設置在連接架(10)上面，所述導電螺杆(5)與接線板(9)連接後插入連接架(10)內，與鑲嵌在連接架下部凹槽內的石墨滑塊(2)相連接，所述石墨滑塊(2)、導電螺杆(5)、接線板(9)與連接架(10)的接觸部位分別設有絕緣件使之相互隔離，所述施加脈衝電流的裝置固定在焊機機頭上，通過導電螺杆(5)將接線板(9)上的電流導入到石墨滑塊(2)上，設置在電弧焊接熔池兩側的石墨滑塊(2)與被焊接件滑動摩擦式接觸，隨焊絲(12) —同前行，同步地將脈衝電流施加到電弧焊接熔池中；所述施焊電路包括焊接電路、脈衝電路和電阻電路，其焊接電路為常規電弧焊接電路，其脈衝電路和電阻電路是從焊機電源中引出的兩條電流支路，與焊接電路並聯，電流支路中設置控制開關(K)將直流電流轉換為間斷導通的脈衝電流，當脈衝電路導通時，電阻電路截止，當脈衝電路截止時，電阻電路導通。
2.根據權利要求1所述的脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置，其特徵在於，所述施加脈衝電流的裝置，其石墨滑塊⑵與導電螺杆(5)採用銷(3)連接。
3.根據權利要求1所述的脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置，其特徵在於，所述施加脈衝電流的裝置，其石墨滑塊(2)上方的凹槽間隙內設有與導電螺杆(5)非接觸的彈簧⑷。
4.根據權利要求1所述的脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置，其特徵在於，所述施加脈衝電流的裝置，其導電螺杆(5)上端設有螺母(8)。
5.根據權利要求1所述的脈衝電流輔助電弧焊接過程的裝置，其特徵在於，所述電阻電路與脈衝電路設定有相同的電阻值。
【文檔編號】B23K9/32GK104028883SQ201410289453
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月25日 優先權日:2014年6月25日
【發明者】李大龍, 於恩林, 韓毅, 於丙強 申請人:燕山大學