阴极雾化式铝合金焊丝焊前清理设备.pdf

本发明公开一种铝合金焊丝的焊前清理设备——阴极雾化式铝合金焊丝焊前清理设备。它包括电源(1)、至少两个钨电极、管道(10)、壳体(3)和惰性气体容器(4)，封闭的壳体(3)中贯通有穿丝孔(3－1)，第I钨电极(2－1)和第II钨电极(2－2)设置在壳体(3)的内腔中，(2－1)和(2－2)在穿丝孔(3－1)轴向上错开距离并且分别同(1)的阳极输出端相连接，壳体(3)的内腔通过管(10)与(4)相连通。(2－1)和(2－2)分别与铝合金焊丝(5)打火产生微电弧，清理焊丝表面的氧化膜。本发明运用铝合金焊接的阴极雾化现象，在焊丝进入熔池前运用微弧对焊丝进行清理，该发明是一种随焊清理方法，较传统的焊前清理更彻底。它本身又对焊丝有预热的作用，可以提高焊接效率。

1、  一种阴极雾化式铝合金焊丝焊前清理设备，其特征是它包括恒流电源(1)、至少两个钨电极、管道(10)、壳体(3)和惰性气体(4)，封闭的壳体(3)中贯通有穿丝孔(3-1)，第I钨电极(2-1)和第II钨电极(2-2)设置在壳体(3)的内腔中，第I钨电极(2-1)和第II钨电极(2-2)在穿丝孔(3-1)轴向上错开距离并且分别同恒流电源(1)的阳极输出端相连接，壳体(3)的内腔通过管道(10)与惰性气体容器(4)相连通。

2、  根据权利要求1所述的阴极雾化式铝合金焊丝焊前清理设备，其特征是它还包括三个隔垫(6)、二个定位套(7)和压盖(8)，隔垫(6)、定位套(7)被压盖(8)封闭在壳体(3)的内腔中，二个定位套(7)把三个隔垫(6)分隔开，第I钨电极(2-1)和第II钨电极(2-2)通过螺钉(9)固定在定位套(7)上。

3、  根据权利要求1所述的阴极雾化式铝合金焊丝焊前清理设备，其特征是第I钨电极(2-1)和第II钨电极(2-2)为环形电极。

4、  根据权利要求1所述的阴极雾化式铝合金焊丝焊前清理设备，其特征是所选用的电源(1)是直流电源、交流电源或脉冲电源。

阴极雾化式铝合金焊丝焊前清理设备
技术领域：
本发明涉及一种铝合金焊丝的焊前清理设备。
背景技术：
在铝合金焊接中，合金表面的氧化膜(Al₂O₃)吸收了大量的油污和水分，这些杂质的引入将对铝合金的焊缝性能产生很大的影响，特别是焊缝中氢气孔问题。铝合金对氢的溶解度曲线(在液态约为0.69ml/100g，到了固态突降至0.036ml/100g)决定了铝合金焊接焊缝不可避免地存在氢气孔，而且氢源(如：H₂O)一旦进入焊接气氛，就很难被除去，并最终成为焊缝的氢气孔。另一方面，在铝合金焊接时，由于其氧化膜(Al₂O₃)的熔点(约为2050℃)远大于铝合金的熔点(约为660℃)，因此在焊接铝合金材料时，大量的氧化膜(Al₂O₃)将产生夹渣等缺陷，形成焊缝的裂纹源。所以说，铝合金焊接时，氧化膜的除去和合金表面的清理，对提高焊缝最终机械性能有很大的影响。目前，对于铝合金焊丝焊前清理，主要有以下两种方法：1、机械处理，即机械刮削。它是通过机械的方法，达到使铝合金与其表面氧化层分离的目的。该方法操作简单，是铝合金焊接焊前清理的较通用的方法，但对氧化层的处理效果不太理想、处理不彻底。2、化学清理方法，该方法是通过化学反应以达到去除氧化层的目的。较为通用的方法表述如下：用浓度为15％的NaOH溶液浸泡焊丝或待处理的铝合金材料(2min)；然后再用浓度为15％的HNO₃溶液浸泡焊丝或待处理的铝合金材料(8min)；最后，水洗并干燥。该方法虽然清洗效果比机械处理好，但操作比较复杂，很显然不适用于边处理边焊接，而处理后焊丝或母材必须尽快焊接，以免氧化膜(Al₂O₃)的重新形成。
发明内容：
为了克服已有技术或者对铝合金焊丝处理不彻底或者难以同焊接过程联用的缺陷，提供一种能彻底清除铝合金焊丝表面的氧化物而且能与焊接过程的联用的铝合金焊丝焊前清理设备。本发明通过下述方案实现：一种阴极雾化式铝合金焊丝焊前清理设备，它包括电源1、至少两个钨电极、管道10、壳体3和惰性气体容器4，封闭的壳体3中贯通有穿丝孔3-1，第I钨电极2-1和第II钨电极2-2设置在壳体3的内腔中，第I钨电极2-1和第II钨电极2-2在穿丝孔3-1轴向上错开距离并且分别同电源1的阳极输出端相连接，壳体3的内腔通过管道10与惰性气体容器4相连通。本发明工作时，铝合金焊丝5从穿丝孔3-1的一端穿入，从穿丝孔另一端穿出后用于焊接。铝合金焊丝5连接电源1的阴极输出端，这样第I钨电极2-1和第II钨电极2-2分别与铝合金焊丝5打火产生微电弧，清理焊丝表面的氧化膜。本发明提供了一种高效新型的铝合金焊丝随焊清理设备，它运用铝合金焊接特有的阴极雾化现象(纯铝的逸出功大于其氧化物Al₂O₃的逸出功，从而导致在铝合金焊丝接电源负极时，其氧化物Al₂O₃更易于逸出电子，将优先导通)，在焊丝进入焊接熔池前，通过小电流电弧对焊丝氧化膜的轰击，达到焊前清理的目的。与传统的焊丝清理方法相比它具有结构简单、安装灵活，能运用于大多数铝合金焊接设备中；另一方面，该设备是与焊接过程联合工作，动态地对焊丝进行清理，由于从清理到焊接间隔时间短，可以有效地避免清理后氧化膜的重新生成，很大程度地降低了焊缝氢气孔的含量；本发明还通过微弧对焊丝进行预热，达到提高熔敷率和改善焊接效率的目的。在该设备中加入保护气体，以防止过高的温度使焊丝重新被氧化。还可以通过改变电源的电流输出，实现清理深度和焊丝预热温度的调节。本发明的优点及达到的性能指标：1、本发明运用铝合金焊接的阴极雾化现象，在焊丝进入熔池前运用微弧对焊丝进行清理，该发明是一种随焊清理方法，较传统的焊前清理更彻底。2、可以通过改变两个电源的输出电流，达到调节焊丝清理深度的目的。3、由于本发明采用电弧来清理焊丝，所以它本身又对焊丝有预热的作用，这样不仅可以减少铝合金焊缝氢气孔和诸多焊接缺陷，还可以提高焊接效率。
附图说明：
图1是本发明的结构示意图，图2是本发明与焊接过程联用的示意图，图3是本发明实施方式三的结构示意图。
具体实施方式：
具体实施方式一：下面结合图1和图2具体说明本实施方式。它由电源1、两个钨电极、管道10、壳体3和惰性气体容器4组成，封闭的壳体3中贯通有穿丝孔3-1，第I钨电极2-1和第II钨电极2-2设置在壳体3的内腔中并且分列在穿丝孔3-1的两侧，第I钨电极2-1和第II钨电极2-2在穿丝孔3-1轴向上错开距离并且分别同电源1地阳极输出端相连接，壳体3的内腔通过管道10与惰性气体容器4相连通，待处理的焊丝与电源的阴极相连接。
具体实施方式二：下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，它还包括三个隔垫6、二个定位套7和压盖8，隔垫6、定位套7被压盖8封闭在壳体3的内腔中，二个定位套7把三个隔垫6分隔开，第I钨电极2-1和第II钨电极2-2通过螺钉9固定在定位套7上。如此设置，装拆钨电极非常方便，使调整和修理钨电极的工作变得容易。
具体实施方式三：下面结合图3具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，第I钨电极2-1和第II钨电极2-2可以根据具体的需要，选用环形电极。
具体实施方式四：下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，所用的电源可以选择直流电源、交流电源或脉冲电源等多种电源形式，但是对焊丝氧化膜的清理作用只发生在焊丝为负极，电极为正极的情况下。