熔池下方無(wú)墊板支撐，減緩了 熔池散熱速度，使得熔池?zé)崃扛蛹?，適合采取較高的焊接速度。如果焊接速度較低，容 易在熔池區(qū)出現(xiàn)塌陷、焊穿等焊接缺陷，較難獲得良好的焊縫外觀成形；在較高的焊接速度 下，不僅能夠提高焊接效率，而且能極大降低焊縫接頭組織過(guò)熱、過(guò)燒的風(fēng)險(xiǎn)，獲得力學(xué)性 能良好的焊縫。為此，本發(fā)明一實(shí)施例中，對(duì)待焊焊縫的打底焊和蓋面焊均采用了一個(gè)較高 的焊接速度。
[0028] 利用本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，在所述兩個(gè)工件之間的待焊焊縫的預(yù)估熔池區(qū)下 方預(yù)留懸槽，使得焊接區(qū)域墊板和工件的接觸面積減少，進(jìn)一步使得焊接過(guò)程墊板（尤其 是熔池周圍）散熱速度減低，這樣使得TIG焊工藝熱量集中利用成為可能。進(jìn)一步地，由于 懸空槽的設(shè)置，消除了焊接時(shí)焊縫熔池區(qū)背面的盲區(qū)，使得在焊縫熔池區(qū)的背面設(shè)置攝像 頭成為可能。利用包含熔池背面攝像頭的焊接視像在線監(jiān)測(cè)裝置，可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)焊接 熔池區(qū)正反面圖像，以控制調(diào)整最佳的焊接參數(shù)。
[0029] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例中一種焊接裝置結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，在圖2所示的懸空 焊接散熱墊板1上進(jìn)一步安裝有焊接視像在線監(jiān)測(cè)裝置5。該焊接視像在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括： 攝像鏡頭、濾光片、視頻采集卡、傳輸光纖、存儲(chǔ)/顯示設(shè)備，這些硬件設(shè)備用于實(shí)現(xiàn)焊接過(guò) 程熔池圖像的物理采集。尤為重要的是，攝像鏡頭包括熔池正面攝像頭和熔池背面攝像頭， 其中，熔池正面攝像頭設(shè)置在焊縫上方，用于監(jiān)視熔池正面的焊接情況，熔池背面攝像頭設(shè) 置在懸空槽下面，攝像頭方向也對(duì)著焊縫位置。
[0030] 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，該焊接視像在線監(jiān)測(cè)裝置還可以進(jìn)一步包括一處理 器，該處理器中安裝有軟件，該軟件一旦被運(yùn)行，可以實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程熔池視像數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)、米集和存儲(chǔ)功能。
[0031] 焊接時(shí)焊接工件3接電源2的正極，焊槍4接電源2的負(fù)極，焊接過(guò)程中焊接視像 在線監(jiān)測(cè)裝置5通過(guò)熔池正面攝像頭6和攝像頭7分別對(duì)焊接過(guò)程中熔池8的正反面圖像 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，輔助于圖像標(biāo)定方法，能夠精確反映焊縫成形尺寸。
[0032] 根據(jù)焊縫接頭空間尺寸位置的不同，攝像頭安裝模式分為多路切換跟蹤式、單路 搖柄跟蹤式兩類，多路切換跟蹤式攝像頭適用于焊道長(zhǎng)度長(zhǎng)、空間位置單一的焊縫結(jié)構(gòu)，如 各類平焊縫、環(huán)焊縫，各路攝像頭可以選擇統(tǒng)一標(biāo)定焦距及視場(chǎng)的定焦鏡頭，監(jiān)測(cè)方便，更 換維修快捷；單路搖柄式攝像頭適用于空間位置復(fù)雜焊道，如爬坡焊縫等結(jié)構(gòu)，可以實(shí)時(shí)跟 蹤焊縫位置并根據(jù)焊道遠(yuǎn)近調(diào)整焦距，保證監(jiān)測(cè)視場(chǎng)清晰穩(wěn)定。
[0033] 與傳統(tǒng)鋁合金ITG焊接工藝相比，焊接操作人員采用懸空TIG焊接工藝并通過(guò)視 像在線監(jiān)測(cè)裝置，更能直觀、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的了解焊縫背部成形情況，提高焊接規(guī)范水平，實(shí)現(xiàn) 焊縫雙面成形的量化控制；降低接頭成形質(zhì)量對(duì)人為因素的依賴，實(shí)現(xiàn)鋁合金雙面成型的 自動(dòng)控制。
[0034] 利用本發(fā)明實(shí)施例提供的懸空TIG，配合焊接視像在線監(jiān)控裝置，可以發(fā)現(xiàn)典型厚 鋁合金TIG懸空焊接工藝存在一個(gè)最佳的焊接工藝窗口，具體如表1所示。
[0035] 表1 :典型4厚鋁合金TIG懸空焊接工藝的最佳焊接工藝
[0036]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種鋁合金的TIG焊接方法，用于焊接兩個(gè)工件之間的焊縫，其特征在于，包括： 在所述兩個(gè)工件之間的待焊焊縫的預(yù)估熔池區(qū)下方預(yù)留懸空槽； 采用TIG焊對(duì)所述待焊焊縫進(jìn)行打底焊，形成背面焊漏； 采用TIG焊對(duì)所述待焊焊縫進(jìn)行蓋面焊，形成正面焊縫余高。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述TIG焊采用直流正接的方式，和/或 采用高純氦氣作為保護(hù)氣體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述蓋面焊采用脈沖變極性氬弧焊接工 〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)控所述熔池區(qū)正反面的形態(tài) 來(lái)對(duì)所述打底焊和/或蓋面焊過(guò)程焊接參數(shù)實(shí)施精調(diào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述打底焊的TIG焊的焊接電流 160-240A，焊接速度14-20m/h，Ar流量0-4L/Min，He流量8-14L/Min ;所述蓋面焊的TIG焊 的焊接電流 250-330A，焊接速度 5-10m/h，Ar 流量 8-14L/Min，He 流量 0-4L/Min。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1中任一所述的方法，其特征在于，通過(guò)設(shè)置包含熔池正面攝像頭、熔 池背面攝像頭的焊接視像在線監(jiān)測(cè)裝置對(duì)所述熔池區(qū)正、反面的形態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，其中 所述熔池正面攝像頭和熔池背面攝像頭分別設(shè)置在待焊焊縫的上方以及懸空槽下方，熔池 正面攝像頭、熔池背面攝像頭的攝像頭均對(duì)著焊縫方向。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述焊接視像在線監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)一步包括： 濾光片、視頻采集卡、傳輸光纖、存儲(chǔ)/顯示設(shè)備。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)焊縫接頭空間尺寸位置的不同，所述 攝像頭的安裝模式分為多路切換跟蹤式、單路搖柄跟蹤式兩類。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述打底焊和蓋面焊均采用了高焊接速 度。
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例提供了一種鋁合金的TIG焊接方法，解決了傳統(tǒng)鋁合金TIG焊接散熱快，電弧熱量集中程度低的問(wèn)題。該焊接方法包括：在所述兩個(gè)工件之間的待焊焊縫的預(yù)估熔池區(qū)下方預(yù)留懸槽；采用TIG焊對(duì)兩個(gè)工件之間的待焊焊縫進(jìn)行打底焊，形成背面焊漏；采用TIG焊對(duì)經(jīng)過(guò)打底焊的焊縫進(jìn)行蓋面焊，形成正面焊縫余高。
【IPC分類】B23K9-167, B23K35-38, B23K9-095, B23K9-025, B23K9-23
【公開(kāi)號(hào)】CN104625350
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510065316
【發(fā)明人】王國(guó)慶, 孟凡新, 劉憲力, 白景彬, 杜巖峰, 馮葉素, 趙瑞峰, 熊玲玉, 肖宏
【申請(qǐng)人】中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院, 首都航天機(jī)械公司, 天津航天長(zhǎng)征火箭制造有限公司
【公開(kāi)日】2015年5月20日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日