第二章　系统构建及试验方法

第一节　钨极-熔化极间接电弧焊系统构建

一、系统控制原理

钨极-熔化极间接电弧焊系统的控制原理如图2-1所示。焊接电流从焊接电源的正极出发进入到熔化极焊枪的焊丝中，焊丝与钨极之间形成电弧，并使电流从钨极流回至焊接电源的负极。电弧使焊丝端头熔化形成熔滴，在各种力作用下，熔滴过渡到工件，将电弧热量间接传递给工件，焊缝金属与工件表面之间形成冶金结合，这就是所谓的钨极-熔化极间接电弧焊。由控制原理图2-1所示，钨极焊枪和熔化极焊枪需要单独送气，同时也需要单独能控制送丝速度的送丝机将焊丝不断送至熔化极焊枪。

二、间接电弧焊系统构建

根据系统控制原理，间接电弧焊系统由焊接电源、送丝机构、钨极焊枪、熔化极焊枪、双出气口氩气瓶、自动行走机构等组成，如图2-2所示。

1.焊接电源

根据研究需要可采用平外特性电源，也可采用陡降外特性电源。平外特性电源所采用的焊机为德国CLOOS公司生产的GLC503 QUITOPROFI型焊机，该电源能输出平外特性，输出电流范围为40～550A。陡降外特性电源所采用的焊机是奥地利FRONIUS公司生产的MW2200钨极氩弧焊机，该电源能输出陡降外特性，输出电流范围为3～220A。

2.熔化极焊枪

送丝系统应独立于焊接电源，必须对现有的熔化极焊枪进行必要的改造，以便应用不同外特性电源进行试验。熔化极焊枪一般分为送丝端口、导电端口、送气口，通过改造送丝机导丝管端头，使之与焊枪相连接，能够将焊丝送出并通过导丝管直接进入到熔化极焊枪，再从导电嘴送出；在熔化极焊枪侧面重新钻孔，使气体从焊枪进入。将焊枪导电端留出连接端口，以便与不同的焊接电源相连。

3.送丝机构

采用FRONIUS公司生产的KD1500送丝机，该送丝机能够独立于焊接电源实现控制，最大送丝速度是11m/min，送丝直径在1.0～2.0mm之间。

4.钨极焊枪

采用奥地利FRONIUS公司生产的型号为TTW4000A F++ 4M钨极氩弧焊枪，与熔化极焊枪构成电流回路，同时具备水冷功能。

5.双出气口氩气瓶

双出气口氩气瓶可同时给钨极焊枪和熔化极焊枪送气。

6.焊接自动行走机构

该机构可通过调整控制面板按钮实现速度可调的水平自动行进和前后方向的手动微调。水平运动最大行程为0.6m，移动速度在50～500mm/min范围内连续可调。焊接时把两支焊枪以一定的角度固定在自动焊夹具上，夹具与工作台连接固定，工作台水平移动速度即为焊接速度。

搭建系统后，将氩气同时导入钨极焊枪和熔化极焊枪，将钨极焊枪的接电端连到电源的负极，将熔化极焊枪的接电端连到电源的正极。上述改造既保证了熔化极焊枪的导电、导丝和导气的功能，又保证了电弧在钨极和熔化极焊丝之间稳定燃烧。因钨极发射电子能力强，考虑到电弧的稳定性，钨极接负极而焊丝接正极。

两焊枪的排布方式及间接电弧燃烧如图2-3所示。