双丝单弧气体保护焊工艺

双丝单弧气体保护焊工艺

宋世强任海涛战强

中国石油天然气第七建设有限公司山东省胶州市266300

摘要：油文章主要研究了双丝单弧保护焊的技术工艺与特征，并在分析的基础上研究了送丝控制的技术，设计出来了让两丝的送丝速度和每个丝的融化速度相等的控制电路，并且依据实际的实验数据确定了两焊丝之间的夹角与焊丝的伸出长度。

关键词：双丝单弧；气体保护焊；焊接工艺；送丝结构

前言

熔化极气体保护焊的作业过程具有操作方便灵活、易于使用机械与自动化等优点，这种焊接技术也是现在广泛使用的一种焊接放法。相关的研究人员现在一直在研究提升熔化极气体保护焊的焊接效率与质量的措施，通过一段时间的研究就发现双丝预热填丝焊等焊接手段都可以提升焊接时的效率与质量。但是由于设备的缺点就会限制其熔敷系数的继续增高，所以就对双丝单弧的气体保护焊的焊接技术进行研究。

一、双丝单弧的气体保护焊

双丝单弧的气体保护焊与原来的熔化极气体保护焊的焊接技术不一样，它的工作示意图就如图1所示。这种焊接技术的两根焊丝与电源的正负两极分别相连，工件并不与电源相连接，焊接的时候就会在两根焊丝的端部产生单一的电弧。这种焊接方法的阴极与阳极中的活性斑点区分别处于两根焊丝的端部，大部分的电弧热被用于熔化两根焊丝，仅仅是很少的电弧热用于熔化母材，所以焊缝的熔合比就比较小。

二、送丝的机构和工艺性的研究

1.电源

研究人员在进行试验的时候会使用二氧化碳气体保护焊的焊接电源，这种电源具有特殊的性质，焊机的响应速度比较快，控制的精度也比较高，也实现了整机的闭环控制。但是二氧化碳作为保护气体进行焊接的时候就会产生大量的飞溅，成型之后的焊缝质量也比较差，这样就给工作人员的研究工作带来了困难。现在我国对于双丝单弧保护焊的研究工作处于初期，为了减少焊接过程中不稳定的影响因素，就采用了Ar来作为保护的气体。实验中使用的设备改用了保护气体之后，电弧的弧柱半径比较大，但是热容量就比原来的要小，所以焊接的时候焊枪的喷嘴就会过热，严重的时候还会烧坏喷嘴，工作人员在进行焊接的时候就需要注意这个问题。

2.送丝的机构

双丝单弧保护焊的送丝机构会严重影响焊接工艺的稳定性与质量。在相同的电弧之中两极焊丝的送丝速度应该与它们各自的熔化速度相等，这也是保证电弧稳定燃烧的条件。这种焊接技术的两根焊丝应该与电源的正负两极分别连接，负极熔化的速度就会比正极熔化的速度要快，所以焊接时在两极进行同步同速度的送丝时就会不满足控制双丝的要求。焊接过程中调整送丝的速度其实就是应该实时地调整送丝电机上面的工作电压。为了满足两根焊丝的送丝速度与其熔化的速度相同的要求，研究人员在进行实验的时候就应该制定送丝控制的方案，主要是在电路中添加可变的电阻，通过控制电路中的电阻来调整送丝机上的工作电压，这样就可以控制正负极上的送丝速度，通过适当的调整来让送丝的速度与熔化的速度相同。但是通过上面的方案来进行控制时也存在缺点：可变电阻中的电阻的变化精度比较低，这就会导致送丝速度的调整精度比较低，这样就不可以更加准确地来调整两极的送丝速度；另外一方面就是会在电阻上造成不必要的电能消耗，这样虽然可以通过调整工作电压来调整正负两极上的送丝速度，让送丝的速度逐渐与熔化的速度相等，但是增加的电阻就会造成设备内的电源消耗。由于上面的缺点，研究人员就进行了送丝的控制电路设计，这次的方案就是在正极与负极上分别设计专门的控制电路来进行送丝速度的控制，经过改善的控制方案就比原来的方案更加好，它的控制精度比较高、响应的时间也比原来短，实现了正极与负极上送丝速度与各自的熔化速度都相等，满足了基本的技术要求，就可以在进行双丝单弧焊的时候让火头稳定的燃烧。

3.两根焊丝之间的夹角

在进行双丝单弧保护焊的时候，电路中的电流比较大，但是两根焊丝之间的距离比较小，所以焊接电路中的电流本身产生的电磁场就会对焊接作业产生很大的影响，因此工作人员就需要在进行焊枪设计的时候考虑两根焊丝之间的夹角对于工艺的影响。研究人员就对于焊丝之间的夹角对于工艺的影响进行了相关的研究，结果表明了两根焊丝之间的夹角逐渐减小，那么达到稳定射流过渡时需要的焊接电流就会逐渐升高，但可以产生射流过渡时需要的最小电压逐渐减少。依据这个规律就发现两根焊丝之间的夹角为30°C~45°C的时候，焊接过程中电流的波动范围比较小，焊接的工艺也比较稳定，这时候的电弧挺度也很好，在这个角度范围内比较适合进行焊接。

总结

在进行双丝单弧保护焊的时候，应该遵守焊接的技术规范与要求，文章中主要是提出了焊接的时候应该有送丝的控制系统，将正负两极的送丝速度与各自的熔化速度相等，这样才可以获得稳定燃烧的焊头火焰，还通过实验研究探究出来适宜焊接的焊丝之间的夹角范围为30°C~45°C，在这个夹角范围内就可以进行质量比较高的焊接作业。

参考文献：

[1]王喜春，李颖.TANDEM双丝系统的特点及应用[J].焊接，2003（3）：33-35.

[2]王元良.双丝单弧预热填丝焊研究[J].焊管，2001，24（4）：23-27.

[3]王震，郝延玺.气体保护焊工艺和设备[M].陕西西安：西北工业大学出版社，1991.