一種基于近場(chǎng)超聲懸浮技術(shù)的鎢極氣體保護(hù)焊焊接系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，是涉及一種基于近場(chǎng)超聲懸浮技術(shù)的鎢極氣體保護(hù)焊焊接系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)際上重大工程建設(shè)中的大型結(jié)構(gòu)件，雖然形式與結(jié)構(gòu)千差萬(wàn)別，但是全位置焊接成形技術(shù)一直是大型結(jié)構(gòu)件制造的核心及亟需攻克的關(guān)鍵技術(shù)。全位置焊接時(shí)，在重力場(chǎng)的作用下極易造成熔池金屬向下流淌，不能保證焊縫成形的一致性。焊接結(jié)構(gòu)對(duì)連接部位提出承載要求，而焊接接頭對(duì)熔池形狀和大小有限制，即小熔池?zé)o法滿足強(qiáng)度要求，大熔池造成熔池金屬流淌，無(wú)法滿足質(zhì)量要求。所以，必須提出新的方法解決全位置焊接特別是仰焊、立焊、橫焊等焊接工位焊接過(guò)程中熔池金屬流淌的問(wèn)題。
[0003]發(fā)明人在實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于受到熔池金屬在重力作用下流淌等問(wèn)題的限制，全位置焊接方法目前存在如下問(wèn)題:第一，焊接過(guò)程中需要適時(shí)調(diào)整熔池受力受熱等，所以目前的全位置焊接主要采用手工焊完成，焊接效率低下，無(wú)法滿足生產(chǎn)需求;其次，熔池金屬向下流淌，很容易出現(xiàn)各種焊接缺陷，焊縫成形性差;第三，為了防止熔池金屬向下流淌，熔池尺寸受到限制，只能采用較小的焊接規(guī)范，嚴(yán)重影響了大熔池全位置焊接方法的研究和發(fā)展。
[0004]近場(chǎng)超聲懸浮是利用高強(qiáng)度聲場(chǎng)產(chǎn)生的聲輻射壓力來(lái)平衡物體的重力，使聲場(chǎng)中的物體懸浮起來(lái)。相對(duì)于磁、靜電以及氣動(dòng)懸浮等方法，近場(chǎng)超聲懸浮方法對(duì)被懸浮材料無(wú)特殊要求，而且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，便于實(shí)施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種基于近場(chǎng)超聲懸浮技術(shù)的鎢極氣體保護(hù)焊焊接系統(tǒng)，將近場(chǎng)超聲懸浮技術(shù)應(yīng)用于鎢極氣體保護(hù)焊過(guò)程，利用聲場(chǎng)懸浮解決在橫焊、立焊、仰焊等全位置焊接工位焊接過(guò)程中熔池金屬向下流淌的技術(shù)問(wèn)題，能夠提高焊接效率與焊縫成形率，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量鎢極氣體保護(hù)焊焊接。
[0006]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下的技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0007]—種基于近場(chǎng)超聲懸浮技術(shù)的鎢極氣體保護(hù)焊焊接系統(tǒng)，包括焊接系統(tǒng)和超聲懸浮系統(tǒng)，所述焊接系統(tǒng)包括鎢極氣體保護(hù)焊焊槍和焊接電源，所述超聲懸浮系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器和超聲波發(fā)生器電源控制箱，所述超聲波發(fā)生器包括換能器和變幅桿;所述超聲波發(fā)生器用于在所述鎢極氣體保護(hù)焊焊槍對(duì)待焊工件進(jìn)行焊接的同時(shí)作用于焊接熔池，且所述超聲波發(fā)生器的變幅桿端部在除平焊以外的焊接工位時(shí)位于焊接熔池下方，使熔池金屬受到的超聲輻射壓力與電弧壓力的合力大于熔池金屬受到的重力。
[0008]其中，所述超聲波發(fā)生器的變幅桿端部截面積大于焊接熔池表面積。
[0009]其中，所述超聲波發(fā)生器的變幅桿端部涂覆有耐高溫涂層。
[0010]其中，所述超聲波發(fā)生器的變幅桿軸線與所述鎢極氣體保護(hù)焊焊槍的槍嘴軸線之間的角度為10-80度。
[0011]其中，所述超聲波發(fā)生器的變幅桿軸線與待焊工件表面的經(jīng)過(guò)焊接熔池中心的切面之間的角度為30-90度。
[0012]其中，所述超聲波發(fā)生器與所述鎢極氣體保護(hù)焊焊槍的相對(duì)位置在焊接過(guò)程中保持固定不變。
[0013]其中，所述超聲波發(fā)生器的變幅桿端部與焊接熔池之間的距離為300um-10mm。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:
[0015]本發(fā)明提供了一種基于近場(chǎng)超聲懸浮技術(shù)的鎢極氣體保護(hù)焊焊接系統(tǒng)，將近場(chǎng)超聲懸浮技術(shù)與鎢極氣體保護(hù)焊技術(shù)相結(jié)合，并且對(duì)超聲懸浮系統(tǒng)、焊接系統(tǒng)與待焊工件的相對(duì)位置包括距離、角度等做出了規(guī)范，使電弧力與超聲懸浮力較好的相互配合，從而與熔池金屬受到的重力達(dá)到平衡狀態(tài)，防止熔池金屬在重力作用下發(fā)生流淌問(wèn)題，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)鎢極氣體保護(hù)焊的全位置高效率焊接，并且提高了焊縫的成形性。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是基于近場(chǎng)超聲懸浮技術(shù)的鎢極氣體保護(hù)焊焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖中:1.待焊工件，2.待焊工件固定裝置，3.鎢極氣體保護(hù)焊焊槍，4.焊槍固定裝置，5.焊接電源，6.可運(yùn)動(dòng)小車，7.超聲波發(fā)生器，8.超聲波發(fā)生器固定裝置，9.超聲波發(fā)生器電源控制箱。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面以橫焊的焊接工位為例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，以下實(shí)施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0019]如圖1所示，本實(shí)施例提供了一種基于近場(chǎng)超聲懸浮技術(shù)的鎢極氣體保護(hù)焊焊接系統(tǒng)，主要包括焊接系統(tǒng)和超聲懸浮系統(tǒng)。焊接系統(tǒng)和超聲懸浮系統(tǒng)相互配合，同步工作，焊接系統(tǒng)對(duì)待焊工件I進(jìn)行焊接，電弧熱源不斷熔化待焊工件I形成焊接熔池，同時(shí)利用超聲懸浮系統(tǒng)使超聲波懸浮力作用于熔池金屬，防止熔池金屬在重力作用下向外流淌，使熔池金屬在焊接熔池內(nèi)正常凝固。
[0020]本實(shí)施例中的待焊工件I為Q345鋼板，厚度為8mm，焊接過(guò)程中通過(guò)待焊工件固定裝置2保持固定。
[0021]焊接系統(tǒng)包括鎢極氣體保護(hù)焊焊槍3、焊槍固定裝置4和焊接電源5。鎢極氣體保護(hù)焊焊槍3連接焊接電源5，并通過(guò)焊槍固定裝置4固定在可運(yùn)動(dòng)小車6上。鎢極氣體保護(hù)焊焊槍3直徑為10mm，鎢極直徑為3.2mm，電弧長(zhǎng)度為1.5mm。鎢極氣體保護(hù)焊焊槍3以其噴嘴軸線垂直于待焊工件I表面的角度進(jìn)行橫焊。
[0022]超聲懸浮系統(tǒng)包括超聲波發(fā)生器7、超聲波發(fā)生器固定裝置8和超聲波發(fā)生器電源控制箱9，其中超聲波發(fā)生器7包括換能器和變幅桿，換能器將電能轉(zhuǎn)化為超聲能量，變幅桿將超聲波幅度增大。超聲波發(fā)生器7的功率和振幅應(yīng)保證超聲輻射壓力與電弧壓力的合力大于熔池金屬受到的重力，在具體實(shí)施過(guò)程中，超聲波發(fā)生器7的功率和超聲振幅的選擇根據(jù)具體的熔池尺寸選擇即可。超聲波發(fā)生器7連接超聲波發(fā)生器電源控制箱9，并通過(guò)超聲波發(fā)生器固定裝置8固定在同一