一種鋁合金tig與mig交替復合焊接方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金TIG與MIG交替復合焊接方法。
【背景技術】
[0002]隨著制造業(yè)的迅猛發(fā)展和焊接技術的不斷進步，焊接結構得到了廣泛的使用。鋁合金具有良好的耐蝕性、導電性、導熱性和高的比強度，廣泛應用于在汽車制造、造船業(yè)、國防和航天航空、容器制造等工業(yè)領域，因此鋁合金焊接技術日益受到重視。
[0003]鋁合金焊接有幾大難點:焊接接頭軟化嚴重，強度系數(shù)低，表面易產(chǎn)生難熔的Al2O3氧化膜，需要采用大功率密度的焊接工藝；易產(chǎn)生氣孔、熱裂紋等缺陷；線膨脹系數(shù)大，易產(chǎn)生焊接變形；熱導率大，相同焊接速度下，熱輸入要比焊接鋼材大2?4倍。因此，鋁合金的焊接要求采用能量密度大、焊接熱輸入小、焊接速度高的高效焊接方法。
[0004]目前鋁合金焊接最常用方法為傳統(tǒng)的TIG和MIG。傳統(tǒng)TIG焊接過程穩(wěn)定，焊縫質量較高，但交流TIG焊鎢極燒損嚴重，負載電流有限，焊接速度低且只適用于薄板；熔化極氣體保護焊方法雖然能夠提高熔覆率和焊接速度，但熔滴過渡不易控制，穩(wěn)定性不足，易出現(xiàn)氣孔，焊接效率的提高受到限制。由此可見，傳統(tǒng)焊接方法已經(jīng)不能滿足焊接任務的需求，因此各種高效焊接方法成為研究熱點，其中以弧焊應用最為廣泛。目前，提高弧焊效率的思路主要集中在提高熔覆效率和焊接速度兩方面。
[0005]在現(xiàn)有的弧焊方法中，采用的高效化手段主要包括:使用多元混合氣體保護、添加活性物質、復合熱源、窄間隙焊接等，常用的高效化焊接工藝有T.1.M.E焊、TOP-TIG焊、雙絲/多絲焊等。
[0006]T.1.Μ.E.焊接工藝是采用大干伸長和四元保護氣體來改變焊接電弧的形態(tài)，使熔滴的受力狀態(tài)發(fā)生變化，來獲得穩(wěn)定旋轉射流過渡過程，但其缺陷是保護氣體對熔敷效率的提高十分有限，并且所使用的保護氣體的昂貴價格也限制了此工藝的大范圍應用。
[0007]TOP-TIG焊直接利用電弧弧柱區(qū)的輻射熱和等離子區(qū)的高溫來熔化填充焊絲，加快焊接速度，且焊接過程不產(chǎn)生飛濺，該方法無需利用獨立電源對填充焊絲加熱，只需重新設計與送絲系統(tǒng)一體化的焊槍，使焊絲在進人熔池之前通過弧柱區(qū)，進而大大簡化了焊接輔助設備。但目前該技術并不成熟，且主要用于厚度為3_以下的薄板裝配，尚未解決焊接厚度較大制件的問題。目前還沒有在鋁合金中得到應用，因為焊接鋁合金采用交流TIG形式，鎢極燒損嚴重，這導致鎢極與焊絲的相對位置發(fā)生改變，焊接過程極不穩(wěn)定。
[0008]多絲多弧焊主要以熔化極為主，能夠實現(xiàn)單面多弧復合焊，這種焊接方法大幅度的提高了焊接速度，使單位時間內焊縫的熱輸入減小，可用于薄板的高效焊接(其中以德國TANDEM技術最為成熟，應用最廣泛)，但其工藝設備復雜。與MIG焊相似，多絲多弧焊也會出現(xiàn)熔滴過渡不易控制、質量不穩(wěn)定、易出現(xiàn)氣孔等問題。
[0009]此外，激光焊、電子束焊、攪拌摩擦焊等技術也在鋁合金焊接中得到良好應用，但這些方法也存在設備成本高、工件準備工序要求嚴等問題。
[0010]綜上所述，現(xiàn)有焊接方法不能同時兼顧提高焊接效率、保證焊縫成形、簡化焊接設備、過程穩(wěn)定、靈活性、成本低等優(yōu)勢，使得焊接效率的進一步提高遇到瓶頸。

【發(fā)明內容】

[0011 ] 本發(fā)明是要解決現(xiàn)有焊接鋁合金方法焊接效率低、焊縫成形不好、焊接設備復雜、過程不穩(wěn)定、靈活性差、成本高的問題，而提供一種鋁合金TIG與MIG交替復合焊接方法。
[0012]本發(fā)明一種鋁合金TIG與MIG交替復合焊接方法具體是按以下步驟進行的:
[0013]將恒流TIG焊接電源的正極輸出端與待焊工件連接，恒流TIG焊接電源的負極輸出端與鎢極電極夾連接，TIG焊槍夾持在鎢極電極夾上，所述TIG焊槍側壁的氣體保護套內設置有熔化極焊絲；將恒壓MIG焊接電源的正極輸出端與熔化極電極夾連接，MIG焊槍夾持在熔化極電極夾上，恒壓MIG焊接電源的負極輸出端與待焊工件連接；通過IGBT開關交替控制恒流TIG焊接電源和恒壓MIG焊接電源的通斷，使TIG焊槍的鎢極和MIG焊槍的熔化極交替放電，保持TIG焊槍和MIG焊槍相對位置不變進行焊接；所述TIG焊槍與所述MIG焊槍的切換頻率為0.1?500Hz。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明采用雙電極高頻切換方式，可以避免兩電弧同時產(chǎn)生時的電磁干擾，同時提高了鎢極和熔化極電流負載能力，這樣增加了焊絲的熱輸入，提高了焊絲的熔化速度，使得焊接的熔敷速度和焊接速度大大提高；采用TIG和MIG復合熱源，在合理的焊接規(guī)范下，可以實現(xiàn)TIG焊電弧穩(wěn)定和MIG焊接效率高的優(yōu)勢互補；參數(shù)調節(jié)范圍寬，通過調節(jié)電流、電壓、切換頻率、電極間距、電極間位置關系等參數(shù)，可完成不同厚度鋁合金試件的焊接。焊接過程中，鎢極直流正接，便于陰極發(fā)射電子，這樣可以減少鎢極燒損，提高電流負載能力；熔化極直流反接，清理鋁合金表面氧化膜，同時使熔化極接正極可保持較大的焊絲熔化效率。以這種交替直流取代傳統(tǒng)鋁合金交流焊接的方式，焊接穩(wěn)定性大大提高；本發(fā)明采用TIG-MIG 一體化焊槍，簡化焊接設備，焊接過程中不再需要考慮送絲的朝向問題，適用于全位置焊接。焊接靈活性增強，有利于搭載機器人實現(xiàn)焊接自動化。
【附圖說明】
[0016]圖1為TIG焊槍單獨工作時的示意圖；其中I為恒流TIG焊接電源，2為恒壓MIG焊接電源，3為鎢極電極夾，4為熔化極電極夾，5為待焊工件，6為第一開關，7為第二開關，8為TIG焊槍，9為MIG焊槍；
[0017]圖2為MIG焊槍單獨工作時的示意圖；其中I為恒流TIG焊接電源，2為恒壓MIG焊接電源，3為鎢極電極夾，4為熔化極電極夾，5為待焊工件，6為第一開關，7為第二開關，8為TIG焊槍，9為MIG焊槍。
【具體實施方式】
[0018]【具體實施方式】一:如圖1和圖2所示，本實施方式本發(fā)明一種鋁合金TIG與MIG交替復合焊接方法具體是按以下步驟進行的:
[0019]將恒流TIG焊接電源I的正極輸出端與待焊工件5連接，恒流TIG焊接電源I的負極輸出端與鎢極電極夾3連接，TIG焊槍8夾持在鎢極電極夾3上，所述TIG焊槍8側壁的氣體保護套內設置有熔化極焊絲；將恒壓MIG焊接電源2的正極輸出端與熔化極電極夾4連接，MIG焊槍9夾持在熔化極電極夾4上，恒壓MIG焊接電源2的負極輸出端與待焊工件5連接；通過IGBT開關交替控制恒流TIG焊接電源I和恒壓MIG焊接電源2的通斷，使TIG焊槍8的鎢極和MIG焊槍9的熔化極交替放電，保持TIG焊槍8和MIG焊槍9相對位置不變進行焊接；所述TIG焊槍8與所述MIG焊槍9的切換頻率為0.1?500Hz。
[0020]本實施方式采用雙電極高頻切換方式，可以避