究的相对比较多。
双丝埋弧焊的最早应用在1948年。双丝埋弧焊包括单电源双丝和串列双弧两种。串列双弧中双丝的每一根焊丝由一个电源独立供电,它具有熔深最大、熔敷速度较高、焊缝金属稀释率接近单丝埋弧焊的特点,因而提高了焊接速度与焊接质量。单电源则可以获得较高的熔敷速度和稀释率,但熔透能力比单丝埋弧焊低,因而适于窄间隙焊。现在双丝埋弧焊已经在实际生产中得到了广泛的应?lt;sup>[8~10]</sup>,特别是采用单电源的双丝窄间隙埋弧焊在压力容器及核动力装置得到了应用,解决了两侧未熔合问题,并且提高了生产效率。但是由于埋弧焊熔池不可见,加之只适于平焊位置,因此这种方法有较多限制。
随着熔化极气体保护焊的应用普及,对熔化极气体保护双弧焊的研究也比
较?lt;sup>[12-14]</sup>,其最早应用是在1955年<sup>[15]</sup>。国内研制了双焊丝的co<sub>2</sub>气体保护焊新工艺,用于电机机座焊接。实际应用证明它可以减小焊接变形,提高焊接质量和生产效率,改善劳动条件,节约焊接材料<sup>[16]</sup>。加拿大焊接研究所也研制了脉冲双焊丝gmaw焊接设备用于窄间隙的高强钢焊接,该系统组成原理图见图1,两电弧分别采用不同的电源供电,利用两电
源脉冲峰值的相移来控制双丝的焊接,解决电磁场的相互干扰问题,成功地解决了窄间隙侧壁熔合问题<sup>[17]</sup>。日本的nkk船厂采用了双高速旋转电弧的焊接工艺,用于角焊缝的焊接,它采用了富氩气体作为保护气体,一个为引导焊枪,另一个为训练焊枪。奥地利弗尼斯公司成功开发了单枪双丝mig焊技术,该技术焊接效率高,焊接变形小,焊枪小巧可达焊件任何位置。
近几年来,铝合金等有色金属及复合材料在焊接生产中的应用越来越广泛,因此铝合金的双弧焊研究也比较广泛<sup>[7]</sup>。在日本开发了tig-2y/g(tig双丝磁控法)和mig-1y(mig单丝磁控(转载请注明来源:)法),见图2。tig-2y/g焊接方法,是在钨极的后端加上用于控制
电弧的磁控制器,两根丝同时送进,间距为2mm。这种方法与普通tig焊相比,在相同的电流情况下,具有较高的的熔敷金属和浅的熔池。mig-1y/g焊接方法,是由mig焊枪、磁控装置及填丝装置组成。这种方法由于电极焊丝和填充焊丝同时熔化,在相同的焊接电流条件下比通常的mig焊熔敷金属量提高1.5倍。同时,由于磁控制器改善了焊道的凸起及咬边现象,提高了焊接效率和焊缝质量。在铝合金的焊接中,日本还开发了双丝焊接技术,双丝焊法的消耗电极焊丝在前,填充焊丝在后,近于平行地配置在喷管内进行焊接。在消耗电极形成的熔池内插入焊丝,再由熔池热量熔化填充焊丝,
这样焊丝熔化速度得到提高,提高了生产率,并降低了熔池温度,冷却速度增加,变形减小。
总之,现在单面双弧焊的工艺(包括埋弧焊和气体保护焊)相对已经比较成熟,在生产中已经得到了较为广泛的应用。现的单面双弧焊正朝着多丝弧焊、脉冲协同控制双弧和设备的轻巧灵活方向发展。
2复合双弧焊
复合双弧是指采用不同种类的电弧或热源相结合进行焊接的方法。对于复合双弧的研究,电弧并不限于普通意义的电弧概念,它也包括了电子束、激光等高能束热源。
2.1电子束-等离子弧(pa)
电子束焊接是一种高能束焊接方法,适合于不锈钢、铝合金等其它有色金属及高强合金钢的焊接。非真空电子束由于电子束在大气中散射、能量损失等原因,因而发展比较缓慢。哈尔滨焊接研究所提出了新型非真空电子束焊接方法,即电子束-等离子弧焊接(图3)它采用电子束与等离子弧相串联,叠加起来进行焊接,电子束通过真空和等离子枪的阴极进入大气,穿过等离子弧以后熔化金属,进行焊接。这样可以减小电子束能量损失,也有助于等离子弧稳定,等离子弧可以很好的保护焊接熔池,并作为附加热源,可预热工件,有助于改善焊缝成形,增加熔深。
2.2激光-电弧(tig,mig,pa)
激光-电弧焊接法是在20世纪xx年代末出现的一种新型焊接方法。它利用电弧对工件进行预热,以增强工件对激光的吸收率,同时电弧被激光吸引,在调整焊接条件下得到稳定电弧。
天津大学对激光-电弧的作用机理进行了研究,得出结论认为在高速焊接条件下,激光-tig焊可以得到稳定电弧,增加熔透,改善焊缝成形,获得优质焊接接头<sup>[11]</sup>。德国jwendelftorf等对激光-tig弧(图4)进行了研究,激光束采用0.1~1kw的低功率激光电源,激光集中于工件表面的电弧根部,实验证明能够明显提高低电流和弧长较长时的电弧稳定性,可以最大限度的增加焊接速度与焊接熔深。
日本四国工业技术研究所在对激光-mig焊进行研究时,发现激光束焦点置于熔池最深处时,电弧力将熔化金属排开,形成表面下陷低坑,以获得最大熔深。
英国convertry大学高级连接技术研究中心对等离子弧-激光焊接(palw)进行了研究,其实验装置见图5。实验中采用xx0wco2激光器,等离子弧电流为xxa,用于焊接0.5~1mm的薄板,实现了全熔透,增强了单位面积的热输入,即增加了熔深或提高了焊接速度。并且等离子弧吸收了激光光子,增强了激光的效率及电弧的稳定性。palw焊接方法的优点就是显著提高了焊接速度,在焊接铝合金时不用预先清理等,
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