阅读说明：本技术 一种多电源并联多丝高效电弧焊接装置及其应用 (Multi-power-supply parallel multi-wire efficient arc welding device and application thereof ) 是由 刘冲 浦娟 耿琪 魏宏兵 于 2019-11-12 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种多电源并联多丝高效电弧焊接装置及其应用,包括：依次连接的多台独立的焊接电源、多台独立的送丝机构、可密集排列的多丝焊枪、和导电嘴。其中多台独立的焊接电源可为恒压或恒流特性；多台独立的送丝机分别对每根焊丝进行送丝驱动；导电嘴为具有弯曲通道的多丝整体导电嘴或多个镶嵌式导电嘴；可密集排列的多丝焊枪的焊丝排列方式根据焊接工艺的需求进行排列。在焊接过程中,这种焊接装备不仅适用于普通焊丝,而且适用于缆式焊丝,以及单丝与缆式焊丝的组合。本申请可极大提高焊接效率,大幅提高焊接生产效率、焊接接头质量,并有效降低焊接材料消耗,尤其适合厚壁材料的窄间隙焊接。(The application discloses parallelly connected high-efficient arc welding device of many silks of many power and application thereof includes: a plurality of independent welding power supplies, a plurality of independent wire feeding mechanisms, a plurality of densely-arranged multi-wire welding guns and conductive nozzles which are connected in sequence. Wherein the plurality of independent welding power supplies can have constant voltage or constant current characteristics; a plurality of independent wire feeders respectively carry out wire feeding driving on each welding wire; the conductive nozzle is a multi-filament integral conductive nozzle with a bent channel or a plurality of embedded conductive nozzles; the welding wires of the multi-wire welding guns which can be densely arranged are arranged according to the requirements of the welding process. During welding, the welding equipment is suitable for common welding wires, cable welding wires and the combination of single wires and cable welding wires. The welding efficiency can be greatly improved, the welding production efficiency and the quality of a welding joint are greatly improved, the consumption of welding materials is effectively reduced, and the narrow gap welding device is particularly suitable for narrow gap welding of thick-wall materials.)

一种多电源并联多丝高效电弧焊接装置及其应用

技术领域

本申请属于焊接技术领域，具体涉及一种多电源并联多丝高效电弧焊接装置及其应用。

背景技术

电弧焊接是一种最重要金属连接技术，半数左右的钢材是通过焊接加工才能产为最终产品。如何提高焊接效率是焊接生产中的一个重要问题。通常认为采用自动化焊接方法，例如机器人焊接可以相对人工提高焊接效率，但是实际上的作用很有限。这是因为焊接效率的本质问题还是焊丝的填充效率，正如目前焊接效率考核的主要依据就是单位时间消耗的焊丝量，也称为焊丝熔敷率。采用多丝电弧焊无疑是提高焊丝熔敷率的有效途径。目前的多丝电弧焊有以下几种方法：1、Tandem双丝电弧焊，采用一个焊枪喷嘴内装两只相互绝缘的导电嘴，以及协同控制的两台焊接电源，焊接效率可达到到单丝焊的两倍以上，但是设备复杂，成本高；2、Twin双丝电弧焊，采用一个焊枪喷嘴内装有一个双孔的特殊导电嘴，一台焊接电源同时给两根焊丝供电，焊接效率也可以达到单丝焊接两倍左右，但是导电嘴为非标产品，加工和更换都比较困难；3、与Twin类似的还有三丝电弧焊，采用一个焊枪喷嘴内装有一个三孔的特殊导电嘴，一台焊接电源同时给两根焊丝供电，焊接效率也可以达到单丝焊接两倍以上，但是同样，导电嘴为非标产品，加工和更换都比较困难。而且上述双孔或多孔的导电嘴的耐用性比常规导电嘴差很多，因此与此关联的多丝电弧焊接方法也未得到实际应用。Tandem双丝电弧焊虽然得到一定的应用，但是由于成本太高和维护要求也高而无法大量推广。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于上述技术问题，本申请提供了一种多电源并联多丝高效电弧焊接装置及其应用。

(二)技术方案

本申请提供了一种多电源并联多丝高效电弧焊接装置及其应用，包括：多***立的焊接电源，多***立的送丝机构，多送丝机独立送丝机构(3)，可密集排列的多丝焊枪和导电嘴，其中多***立的焊接电源与多***立的送丝机构并联焊接组合。通过多电源并联多送丝及其末端焊丝角度指向侧壁的焊接方式来实现大厚壁材料的高效熔敷，及解决窄间隙焊时侧壁未熔合等缺陷问题。

在本申请的一些实施例中，所述多***立的焊接电源的焊接电源为恒压或恒流特性，焊接电源可为300型以下，数量为至少2个，推荐使用恒压特性。

在本申请的一些实施例中，所述多***立的送丝机构为多根实心单丝和/或多根药芯单丝和/或多根缆式焊丝，各焊丝直径可相同或不相同，其中实心单丝可为直径0.8-1.0mm，药芯焊丝直径可为1.2-1.6mm，缆式焊丝直径可为1.6-3.0mm。

在本申请的一些实施例中，所述多送丝机独立送丝机构可为每根焊丝独立送丝且互不影响，送丝速度可相同或不相同，每个送丝机构有且仅送一根焊丝。

在本申请的一些实施例中，所述可密集排列的多丝焊枪可以单排多丝，也可以多排多丝，焊丝排列方式根据焊接工艺的需求进行排列。

在本申请的一些实施例中，所述可密集排列的多丝焊枪的排列方式为三角排列和/或圆形排列和/或椭圆排列，还可以是其他方式的排列。

在本申请的一些实施例中，所述导电嘴为具有弯曲通道的多丝整体导电嘴或多个镶嵌式导电嘴，所述导电嘴可带水冷孔。

在本申请的一些实施例中，所述多丝整体导电嘴可为3D打印成型方式，且弯曲通道导电并各通道间相互绝缘，弯曲通道的弯曲入丝前端与出丝末端的夹角为5-90°。

在本申请的一些实施例中，所述多个镶嵌式导电嘴具有弯曲特性，可以弯曲成5-90°，导电嘴内径为焊丝直径+0.1mm，导电嘴与焊枪中导电嘴座之间靠辅助螺钉固定，无连接螺纹。

在本申请的一些实施例中，所述方法可应用于普通坡口高熔覆效率焊接，厚壁材料窄间隙坡口高效焊接、宽焊缝堆焊焊接等应用方向。

在本申请的一些实施例中，所述导电嘴可采用绝缘材料3D打印，导丝内通道可3D打印导电复合材料。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本申请至少具有以下有益效果其中之一：

(1)可密集排列的多丝焊枪的焊丝排列方式根据焊接工艺的需求进行排列，可以单排多丝，也可以多排多丝，还可以是其他方式的排列，例如：三角排列，圆形排列，椭圆排列等，这样可以通过改变焊丝的排列方式来控制焊接热源的分布，从而控制焊缝形状。

(2)多个镶嵌式导电嘴具有弯曲特性，可以弯曲成5-90°，可以解决窄间隙焊大厚板时侧壁熔合不良的问题。

(3)采用可密集排列的多丝焊枪，可以实现多根普通丝或缆式焊丝同时焊接，大大提高了焊接效率。

(4)每根焊丝匹配的送丝机构和焊接电源均是独立的，可以大大减少多根焊丝在焊接过程中相互之间的干扰。

(5)焊接电源采用300型以下，较低的焊接电流可以使得焊接热输入显著降低，并焊接电流更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的一些附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中密集多丝实施方式的结构示意图。

图2是本申请实施例中多丝窄间隙焊的实施方式示意图。

图3是本申请实施例双丝一体导电嘴的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“***”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须有特点的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1：

一种多电源并联多丝高效电弧焊接装置，包括多***立的焊接电源，多***立的送丝机构，多送丝机独立送丝机构，可密集排列的多丝焊枪和导电嘴。

所述多***立的焊接电源的焊接电源为恒压或恒流特性，数量为至少2个。

所述多***立的送丝机构为多根实心单丝和/或多根药芯单丝和/或多根缆式焊丝。

所述多送丝机独立送丝机构可为每根焊丝独立送丝且互不影响，每个送丝机构有且仅送一根焊丝。

所述可密集排列的多丝焊枪的排列方式为三角排列或圆形排列或椭圆排列。

所述导电嘴为具有弯曲通道的多丝整体导电嘴或多个镶嵌式导电嘴。

所述多丝整体导电嘴可为3D打印成型方式，且弯曲通道导电并各通道间相互绝缘，弯曲通道的弯曲入丝前端与出丝末端的夹角为5-90°。

所述多个镶嵌式导电嘴具有弯曲特性，可以弯曲成5-90°，导电嘴内径为焊丝直径+0.1mm，导电嘴与焊枪中导电嘴座之间靠辅助螺钉固定，无连接螺纹。

一种多电源并联多丝高效电弧焊接装置及其应用，其特征在于，可应用于普通坡口高熔覆效率焊接，厚壁材料窄间隙坡口高效焊接、宽焊缝堆焊焊接等应用方向。

图1是一种密集多丝焊枪具体实施方式的示意图。在图1中，有101,102,103,104.105和106共6根送丝管，和对应的201,202,203,204,205和206共6个连接无螺纹的导电嘴。所述6个导电嘴为与所述6个送丝管通过300水冷导电嘴固定头连接。每个导电嘴通过301所示的10个锁紧螺孔锁紧，每个锁紧螺孔中旋入一个锁紧螺钉，一个锁紧螺钉同时紧固两侧的两个导电嘴，为了增加导电嘴的锁紧可靠性，同一排有两个锁紧螺孔。

所述焊丝40排列方向与焊接方向可以是任何角度。当所述焊丝40的排列方向与焊接方向平行(0°)，可增加焊接熔敷率，提高焊接速度；当所述焊丝40的排列方向与焊接方向垂直(90°)，可增加焊缝宽度，用于堆焊可获得类似带极堆焊的效果；当所述焊丝40的排列方向与焊接方向角度介于0°-90°之间的变化的是时候，可以获得改变焊缝宽度和熔深的效果。

图1中多个焊丝40为直线排列，直线排列只是多丝焊枪的一种优选实施方式。而且焊丝40数目不限于6根，可以增减；焊丝40的排列方式也不限于单一的直线方式，可以是多排直线构成的矩形排列，可以是圆周排列或其它几何排列方式。

密集多丝排列具有改变常规焊接电弧的单一点状热源分布的功能，可以形成带状或面状的不同排列方式实现不同的焊接电弧热源分布。

实施例2：

图2是一种多丝窄间隙焊的实施方式示意图。图2(a)中10为窄间隙坡口的工件；图2中20为利用所述小直径专用导电嘴易于弯曲特性而制成的具有转角的弯曲导电嘴，使焊丝40可以在使用直柄送丝管30的情况下，在窄间隙空间中使焊丝40端部指向焊接工件的侧壁，既保证焊接电弧指向焊接工件侧壁，保证焊接工件侧壁的熔合。

图2(b)所示多丝窄间隙焊的实施方式至少使用双丝，导电嘴20实际上是由20A和20B一对导电嘴组成，分别指向窄间隙坡口的两个侧壁。为了提高焊接效率，可以由多组这样双丝焊构成多丝窄间隙焊，图2中给出了使用3对具有弯曲导电嘴的多丝窄间隙焊的方案。

图2(c)所示的弯曲导电嘴也可以是指向一侧的，用于窄小空间的角焊缝焊接。

实施例3：

所述密集阵多丝电弧焊接系统的电流分布可以由焊丝40的送丝速度控制。在所有焊丝40的送丝速度相等的情况下，电流均匀分布在每根焊丝40上。当送丝速度不相等的时候：送丝速度高的焊丝40对应高焊接电流；送丝速度低的焊丝40对应低焊接电流。

上述实施例只是本申请的优选方案，本申请还可有其他实施方案，例如在垂直气电立焊中使用本申请。本领域的技术人员在不违背本申请精神的前提下还可做出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。