第二章　系統(tǒng)構(gòu)建及試驗(yàn)方法

第一節(jié)　鎢極-熔化極間接電弧焊系統(tǒng)構(gòu)建

一、系統(tǒng)控制原理

鎢極-熔化極間接電弧焊系統(tǒng)的控制原理如圖2-1所示。焊接電流從焊接電源的正極出發(fā)進(jìn)入到熔化極焊槍的焊絲中，焊絲與鎢極之間形成電弧，并使電流從鎢極流回至焊接電源的負(fù)極。電弧使焊絲端頭熔化形成熔滴，在各種力作用下，熔滴過渡到工件，將電弧熱量間接傳遞給工件，焊縫金屬與工件表面之間形成冶金結(jié)合，這就是所謂的鎢極-熔化極間接電弧焊。由控制原理圖2-1所示，鎢極焊槍和熔化極焊槍需要單獨(dú)送氣，同時(shí)也需要單獨(dú)能控制送絲速度的送絲機(jī)將焊絲不斷送至熔化極焊槍。

二、間接電弧焊系統(tǒng)構(gòu)建

根據(jù)系統(tǒng)控制原理，間接電弧焊系統(tǒng)由焊接電源、送絲機(jī)構(gòu)、鎢極焊槍、熔化極焊槍、雙出氣口氬氣瓶、自動(dòng)行走機(jī)構(gòu)等組成，如圖2-2所示。

1.焊接電源

根據(jù)研究需要可采用平外特性電源，也可采用陡降外特性電源。平外特性電源所采用的焊機(jī)為德國CLOOS公司生產(chǎn)的GLC503 QUITOPROFI型焊機(jī)，該電源能輸出平外特性，輸出電流范圍為40～550A。陡降外特性電源所采用的焊機(jī)是奧地利FRONIUS公司生產(chǎn)的MW2200鎢極氬弧焊機(jī)，該電源能輸出陡降外特性，輸出電流范圍為3～220A。

2.熔化極焊槍

送絲系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立于焊接電源，必須對(duì)現(xiàn)有的熔化極焊槍進(jìn)行必要的改造，以便應(yīng)用不同外特性電源進(jìn)行試驗(yàn)。熔化極焊槍一般分為送絲端口、導(dǎo)電端口、送氣口，通過改造送絲機(jī)導(dǎo)絲管端頭，使之與焊槍相連接，能夠?qū)⒑附z送出并通過導(dǎo)絲管直接進(jìn)入到熔化極焊槍，再從導(dǎo)電嘴送出；在熔化極焊槍側(cè)面重新鉆孔，使氣體從焊槍進(jìn)入。將焊槍導(dǎo)電端留出連接端口，以便與不同的焊接電源相連。

3.送絲機(jī)構(gòu)

采用FRONIUS公司生產(chǎn)的KD1500送絲機(jī)，該送絲機(jī)能夠獨(dú)立于焊接電源實(shí)現(xiàn)控制，最大送絲速度是11m/min，送絲直徑在1.0～2.0mm之間。

4.鎢極焊槍

采用奧地利FRONIUS公司生產(chǎn)的型號(hào)為TTW4000A F++ 4M鎢極氬弧焊槍，與熔化極焊槍構(gòu)成電流回路，同時(shí)具備水冷功能。

5.雙出氣口氬氣瓶

雙出氣口氬氣瓶可同時(shí)給鎢極焊槍和熔化極焊槍送氣。

6.焊接自動(dòng)行走機(jī)構(gòu)

該機(jī)構(gòu)可通過調(diào)整控制面板按鈕實(shí)現(xiàn)速度可調(diào)的水平自動(dòng)行進(jìn)和前后方向的手動(dòng)微調(diào)。水平運(yùn)動(dòng)最大行程為0.6m，移動(dòng)速度在50～500mm/min范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。焊接時(shí)把兩支焊槍以一定的角度固定在自動(dòng)焊夾具上，夾具與工作臺(tái)連接固定，工作臺(tái)水平移動(dòng)速度即為焊接速度。

搭建系統(tǒng)后，將氬氣同時(shí)導(dǎo)入鎢極焊槍和熔化極焊槍，將鎢極焊槍的接電端連到電源的負(fù)極，將熔化極焊槍的接電端連到電源的正極。上述改造既保證了熔化極焊槍的導(dǎo)電、導(dǎo)絲和導(dǎo)氣的功能，又保證了電弧在鎢極和熔化極焊絲之間穩(wěn)定燃燒。因鎢極發(fā)射電子能力強(qiáng)，考慮到電弧的穩(wěn)定性，鎢極接負(fù)極而焊絲接正極。

兩焊槍的排布方式及間接電弧燃燒如圖2-3所示。