湯瑩瑩,朱志明,2,楊中宇,于英飛

（1.清華大學(xué)機(jī)械工程系，北京100084；2.清華大學(xué)先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100084）

高效化多電弧氣體保護(hù)焊接技術(shù)

湯瑩瑩1,朱志明1,2,楊中宇1,于英飛1

（1.清華大學(xué)機(jī)械工程系，北京100084；2.清華大學(xué)先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100084）

多電弧氣體保護(hù)焊借助各電弧之間的相互作用，能夠獲得比傳統(tǒng)單電弧氣體保護(hù)焊更合理的電弧熱力分布和優(yōu)良的焊縫成形質(zhì)量，是氣體保護(hù)焊實(shí)現(xiàn)高效化焊接的重要途徑。較之其他新型高效焊接方法，如激光焊及其與電弧復(fù)合焊、電子束焊、攪拌摩擦焊等，多電弧氣體保護(hù)焊的焊接成本低、配套設(shè)施齊全、適應(yīng)性強(qiáng)，具有顯著的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。按照單面、雙面焊接方式和組合電極種類的不同，分類介紹了典型的多電弧氣體保護(hù)焊接技術(shù)的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用，分析其存在的問題，并簡單論述其未來發(fā)展方向。

氣體保護(hù)焊；高效化；多電?。粺崃Ψ植?；熔敷率

0前言

現(xiàn)代制造業(yè)的迅猛發(fā)展對(duì)高效化焊接的需求日益強(qiáng)烈，優(yōu)質(zhì)高效焊接技術(shù)和工藝已成為焊接工作者當(dāng)前亟待研究開發(fā)和解決的重點(diǎn)問題之一[1-2]。

傳統(tǒng)單電弧氣體保護(hù)焊具有焊接成本低、適應(yīng)性強(qiáng)、明弧監(jiān)控方便、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)，在焊接生產(chǎn)中的應(yīng)用十分廣泛，若能進(jìn)一步提高其焊接

效率，必將產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。然而，受單電弧限制，傳統(tǒng)氣體保護(hù)焊并不能簡單地通過無限制增大電流來提高焊接效率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)高效化。這是因?yàn)椋阂环矫?，焊接電流過大時(shí)，單電弧的熱力作用過于集中，容易導(dǎo)致焊縫出現(xiàn)燒穿、咬邊、甚至駝峰焊道等缺陷；另一方面，對(duì)于熔化極氣體保護(hù)焊，焊絲熔化后的熔滴過渡會(huì)隨著電流增大逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)殡y以控制的旋轉(zhuǎn)射流過渡，從而造成焊接過程的穩(wěn)定性嚴(yán)重惡化[3]。近年來，一些學(xué)者相繼研究開發(fā)了由多個(gè)電極組合形成的各種不同類型的多電弧氣體保護(hù)焊技術(shù)，以滿足不同的實(shí)際焊接需求。它們借助各電弧之間的相互作用，能夠有效改善電弧的熱力分布、熔池的流動(dòng)狀態(tài)和提高焊絲熔覆率等，從而顯著提高了氣體保護(hù)焊的焊接效率[1-2，4]。

本研究按照單面、雙面焊接方式和組合電極種類的不同，對(duì)典型多電弧氣體保護(hù)焊技術(shù)的原理、特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行了分類介紹，剖析它們存在的問題，論述其發(fā)展方向，以期對(duì)高效焊接技術(shù)的發(fā)展及其推廣應(yīng)用有一定的促進(jìn)作用。

1單面多弧焊

單面多弧焊既有同種電弧的復(fù)合，如多鎢極TIG焊[5]、多絲GMA焊[6]，也有異種電弧的復(fù)合，如旁路耦合電弧焊[7]、等離子-MIG復(fù)合焊[8]和TIG-MIG復(fù)合焊[9]等。

1.1多鎢極TIG焊

多鎢極TIG焊的基本特征是：在一把焊槍中安裝多個(gè)相互絕緣的鎢極（代替單鎢極），并由不同的電源分別供電。由于各鎢極有各自的焊接回路，各自的焊接參數(shù)可獨(dú)立調(diào)節(jié)，靈活度高，適應(yīng)性強(qiáng)[5]。根據(jù)鎢極數(shù)量的不同，多鎢極TIG焊包括雙鎢極TIG焊（見圖1）和三鎢極TIG焊[10]。雙鎢極TIG焊因焊槍結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，研究和應(yīng)用較多。

圖1 雙鎢極TIG焊接原理示意Fig.1Schematic illustration of T-TIG welding

由于兩鎢極的極性接法相同，雙鎢極TIG焊的兩個(gè)電弧因同向電流的電磁吸引力，能夠形成穩(wěn)定的耦合電弧，保留了傳統(tǒng)TIG焊電弧穩(wěn)定性好、焊接質(zhì)量高的優(yōu)點(diǎn)。另外，如表1所示，通過調(diào)節(jié)兩鎢極間距、夾角和焊接電流等，它還具有不同的耦合電弧形態(tài)和熱力分布，能夠滿足不同焊接的需求。當(dāng)兩鎢極具有相同電流時(shí)，耦合電弧呈對(duì)稱分布；否則，耦合電弧向小電流一側(cè)偏轉(zhuǎn)[11]。

表1 雙鎢極TIG焊的耦合電弧形態(tài)Table1Coupling arc shape of T-TIG welding

較之傳統(tǒng)單鎢極TIG焊，同等焊接電流條件下，由于兩鎢極的分流作用，雙鎢極TIG焊不僅鎢極燒損小，而且電弧橫截面的變化梯度也小，顯著地降低了電弧壓力（見圖2），這有利于提高焊接速度；換言之，同等電弧壓力條件下，雙鎢極TIG焊可以增大焊接電流、提高填充焊絲熔敷率[11]。

圖2 單/雙鎢極TIG焊接電弧壓力分布Fig.2Arc pressure distribution of TIG welding&T-TIG welding

可見，雙鎢極TIG焊具有焊接熱輸入大、鎢極燒損小、焊接速度快和熔敷率高的優(yōu)點(diǎn)，為TIG焊應(yīng)用于高速、高熔敷率焊接和拓寬可焊材料的

厚度提供了必要條件。已有研究表明，雙鎢極TIG焊的最大焊接速度可達(dá)1.5 m/min[12]，最大熔敷率可達(dá)5.4kg/h[5]，焊接效率是傳統(tǒng)TIG焊的1.2倍以上，單道焊接厚度可達(dá)6～8 mm[11]。

除此之外，如表1和圖3所示，通過合理控制兩鎢極的脈沖電流大小，使耦合電弧發(fā)生不同程度的偏轉(zhuǎn)，雙鎢極TIG焊特別適合于全位置焊接。日本IHI公司采用此方法配合熱填絲代替埋弧焊，更加優(yōu)質(zhì)高效地實(shí)現(xiàn)了最大壁厚達(dá)50 mm的液化天然氣儲(chǔ)罐的全位置焊接[5]。

圖3 雙鎢極TIG焊的脈沖電流控制Fig.3Control of pulse current for T-TIG welding

1.2多絲GMA焊

多絲GMA焊采用多根焊絲同時(shí)進(jìn)行焊接，一方面可以借助各焊絲的分流作用增大焊接總電流，提高焊絲熔覆率，另一方面利用形成的多個(gè)電弧共熔池，將電弧力分散到熔池各處，使熔池不同區(qū)域的受力狀態(tài)、熱量分布以及液態(tài)金屬的流動(dòng)性更趨于均勻化，有效避免了大電流高速焊接時(shí)焊縫出現(xiàn)咬邊、駝峰焊道等缺陷[13-15]。

此外，多絲GMA焊的每根焊絲不僅焊接參數(shù)可以獨(dú)立調(diào)節(jié)，還能選用不同的直徑和材質(zhì)，實(shí)現(xiàn)焊縫金屬化學(xué)成分的調(diào)整控制，獲得特殊要求的接頭性能。再者，由于多電弧共熔池，多絲GMA焊的熔池尺寸比較大，凝固時(shí)間長，有利于氣體的逸出；雖然焊接熱輸入大，但是焊接速度快，故焊接線能量低、焊件變形小、接頭質(zhì)量高[13-15]。

目前，多絲GMA焊在汽車、造船、機(jī)車車輛、壓力容器和發(fā)電設(shè)備等領(lǐng)域已有較多應(yīng)用，用于焊接碳鋼、低合金鋼、不銹鋼和鋁合金等各種金屬材料。但是受焊接系統(tǒng)復(fù)雜性的限制，工業(yè)中主要使用的是雙絲GMA焊，包括TWIN ARC焊和TANDEM焊兩大類[16]。

如圖4a所示，TWIN ARC焊的特點(diǎn)是兩根焊絲使用同一個(gè)導(dǎo)電嘴，通常由一臺(tái)大功率電源供電。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，但兩電弧的穩(wěn)定燃燒完全靠電弧自調(diào)節(jié)作用，電弧之間相互干擾較大，焊接規(guī)范參數(shù)不易調(diào)整，難以對(duì)每根焊絲的弧長及熔滴過渡進(jìn)行精確控制。TANDEM焊如圖4b所示，其特點(diǎn)是兩根焊絲使用兩個(gè)相互絕緣的導(dǎo)電嘴，由兩臺(tái)電源分別供電。因此，每根焊絲的焊接參數(shù)均可獨(dú)立調(diào)節(jié)，電弧弧長和熔滴過渡的可控性比較高。較之TWIN ARC焊，TANDEM焊接系統(tǒng)明顯更復(fù)雜，但工藝適應(yīng)性更強(qiáng)、效率更高、焊縫質(zhì)量更好，是目前開發(fā)最成熟、應(yīng)用最廣泛的雙絲GMA焊接技術(shù)[16]。正常條件下，TANDEM焊的最大焊接速度可達(dá)6 m/min，最高熔敷率可達(dá)36 kg/h[17]。

圖4 雙絲GMA焊接系統(tǒng)Fig.4Double wire GMAW system

不同于多鎢極TIG焊，多絲GMA焊的同向電流的電磁吸引力會(huì)導(dǎo)致電弧因磁偏吹而加劇其不穩(wěn)定性，熔滴過渡不穩(wěn)定、飛濺大，甚至熄弧中斷，從而使焊縫成形惡化[18-19]。為了降低電弧之間的電磁干擾，目前采取的主要措施是脈沖焊接，如圖5所示。其中，相位相差180°的脈沖焊接（見圖5b）能夠?qū)㈦姶鸥蓴_降到最低，獲得穩(wěn)定性最佳的電弧和熔滴過渡，是目前最常用的工作模式[15]。而且，通過設(shè)置合理的脈沖能量，該模式能夠?qū)崿F(xiàn)一脈一滴過渡（見圖6），特別適用于鋁合金和不銹鋼的焊接[16]。

圖5 雙絲GMA焊的脈沖波形Fig.5Pulse waveforms for double wire GMAW

圖6 TANDEM焊接一脈一滴過渡Fig.6One droplet per pulse with TANDEM welding

1.3旁路耦合電弧焊

由張?jiān)Ｃ鞯热耸状翁岢龅呐月否詈想娀『傅膶?shí)現(xiàn)原理如圖7所示[20]。在主路GMAW焊槍旁邊加入旁路GTAW焊槍，焊接時(shí)借助旁路焊槍將熔化焊絲的電流Im在電弧弧柱區(qū)分為兩部分，其中一部分電流Ibp流入旁路焊槍，剩余部分電流Ibm流入母材。既增大了熔化焊絲的電流Im，提高焊絲熔敷率，又通過調(diào)節(jié)旁路焊槍的分流Ibp，合理分配流入母材的電流Ibm，減少母材的熱輸入，從而保證大電流GMAW焊接時(shí)良好的焊縫成形和接頭質(zhì)量。

圖7 單旁路耦合電弧焊接系統(tǒng)Fig.7DE-GMAW system

該方法比較適用于高焊絲熔敷率、低母材熱輸入的焊接領(lǐng)域，比如高強(qiáng)鋼的焊接、薄板的焊接以及耐磨、耐蝕材料的堆焊等[21]。

基于相同的旁路電弧分流原理，近年來相繼發(fā)展雙旁路耦合電弧焊、雙絲旁路耦合電弧焊和脈沖旁路耦合電弧焊等多種形式。相比單旁路耦合電弧焊，雙旁路耦合電弧焊采用兩個(gè)對(duì)稱的旁路GTAW焊槍，使耦合電弧的熱力分布比較對(duì)稱，提高了焊接過程的穩(wěn)定性；雙絲旁路耦合電弧焊采用旁路GMAW焊槍代替旁路GTAW焊槍，將旁路分流的電流重新用于熔化焊絲，進(jìn)一步提高了焊絲熔敷率；脈沖旁路耦合電弧焊則是采用電源輸出電流為脈沖的形式，進(jìn)一步降低了焊接熱輸入[21-22]。

已有研究表明，旁路電弧的引入除上述分流作用外，還能促進(jìn)主路熔滴弧根面積的擴(kuò)展，產(chǎn)生“跳弧”現(xiàn)象，減小主路熔滴非接觸自由過渡的臨界電流，顯著降低熔池表面的電弧壓力，避免大電流高速焊接時(shí)焊縫出現(xiàn)燒穿或咬邊等缺陷。不足的是，旁路耦合電弧焊的電弧和熔滴過渡行為特征比較復(fù)雜，穩(wěn)定的焊接過程控制較難，尤其是雙絲旁路耦合電弧焊，由于旁路采用恒電流源，導(dǎo)致旁路電弧的自調(diào)節(jié)能力差，需要采用“弧長-電流”雙閉環(huán)控制才能保證比較穩(wěn)定的焊接過程。如圖8所示，在純Ar氣氛中，直流正接的旁路焊絲的電弧容易因?qū)ふ已趸ざ郎?，且熔滴一般呈現(xiàn)大滴排斥過渡，穩(wěn)定性較差；但加入一些氧元素后，電弧穩(wěn)定性提高且熔滴有向噴射過渡變化的趨勢(shì)[21-22]。

1.4等離子-MIG復(fù)合焊

等離子-MIG復(fù)合焊是一種充分結(jié)合等離子弧焊的高能量密度和MIG焊較強(qiáng)的焊縫金屬填充能力的雙弧復(fù)合焊接技術(shù)。按照兩電弧的位置關(guān)系，它分為等離子-MIG同軸復(fù)合焊和等離子-MIG旁軸復(fù)合焊[23]兩大類。其中，等離子-MIG同軸復(fù)合焊又有鎢極偏置式和同軸水冷式兩種形式，后者因易損

件使用壽命長、電流承載能力大而應(yīng)用較多[24]。

注：左側(cè)為主路焊絲，右側(cè)為旁路焊絲圖8 雙絲旁路耦合電弧焊的熔滴過渡形式Fig.8Droplet transfer form with consumable DE-GMAW

如圖9a所示，在等離子-MIG同軸復(fù)合焊中，等離子弧和MIG電弧同軸，且在一把焊槍中燃燒，二者因共享導(dǎo)電環(huán)境而形成穩(wěn)定的復(fù)合電?。ㄒ妶D10a）。受壓縮噴嘴的影響，焊絲伸出長度較大，焊接時(shí)焊絲底部、熔滴和MIG電弧均包圍在等離子弧和外圍保護(hù)氣中，大大增強(qiáng)保護(hù)效果，減少焊縫氣孔和飛濺。焊絲由MIG電弧和等離子弧共同加熱，熔化速度加快，對(duì)于直徑1.6 mm的低碳鋼焊絲熔敷率可達(dá)30 kg/h。另外，等離子弧受MIG電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用進(jìn)一步收縮，提升了復(fù)合電弧的挺度和能量密度[8]。而且，光譜分析發(fā)現(xiàn)復(fù)合電弧的外弧溫度高（約13000K），內(nèi)弧溫度低（約7000K），有利于焊縫金屬流動(dòng)性更趨于均勻化，從而避免大電流高速焊接時(shí)的焊縫成形缺陷[25]。

圖9 等離子-MIG復(fù)合焊接系統(tǒng)Fig.9Plasma-MIG hybrid welding system

一般情況下，等離子-MIG同軸復(fù)合焊采用直流反接，利用等離子體的陰極霧化作用去除工件表面的氧化膜，并將熔滴和熔池的前沿與空氣隔離，特別適用于鋁、鎂等易氧化金屬的焊接。另外，等離子弧對(duì)工件強(qiáng)烈的預(yù)熱作用使得該方法對(duì)高熱導(dǎo)率的金屬材料（如銅、鋁等）的焊接及水下焊接也有明顯優(yōu)勢(shì)。但是不足的是，等離子-MIG同軸復(fù)合焊的兩電弧在一把焊槍內(nèi)燃燒，對(duì)焊槍的冷卻能力要求高，焊槍體積大。目前復(fù)合電弧最普遍的引弧方式為反抽絲軟起弧，其引弧的穩(wěn)定可靠性還有待進(jìn)一步提高[8，26]。

等離子-MIG旁軸復(fù)合焊又稱為Super-MIG焊，如圖9b所示，等離子弧和MIG電弧沿焊接方向呈一定夾角分布。焊接時(shí)，等離子弧先被引燃，作為引導(dǎo)電弧。利用等離子弧強(qiáng)烈的穿透能力，在焊件表面形成尾孔（見圖10b），MIG焊絲在等離子弧和MIG電弧的共同加熱下迅速熔化并填充到尾孔中，從而形成大熔深、高質(zhì)量的焊縫。較之等離子-MIG同軸復(fù)合焊，此方法的最大優(yōu)點(diǎn)是降低了對(duì)焊槍的冷卻能力要求，焊槍結(jié)構(gòu)非常緊湊，實(shí)現(xiàn)了焊槍的小型化和實(shí)用化，因而在工業(yè)中可應(yīng)用于各種結(jié)構(gòu)類型的大中厚鋼板的焊接[23]。

圖10 等離子-MIG復(fù)合焊的電弧特征Fig.10Arc characteristics of Plasma-MIG hybrid welding

1.5TIG-MIG復(fù)合焊

MIG焊采用純Ar氣保護(hù)焊接不銹鋼時(shí)，電弧的陰極斑點(diǎn)常因?qū)ふ已趸に奶幤疲磺胰鄣魏腿鄢?/p>

液態(tài)金屬的粘度大，二者的共同作用導(dǎo)致焊縫易出現(xiàn)蛇形焊道、咬邊和氣孔等缺陷，如圖11所示。為此，通常在純Ar中加入少量O2或CO2來改善焊縫成形，但是這會(huì)造成焊縫表面氧化和接頭力學(xué)性能下降[3]。由日本學(xué)者提出的TIG-MIG復(fù)合焊接技術(shù)如圖12所示，利用前置的TIG電弧的持續(xù)存在，不僅對(duì)焊絲和工件有預(yù)熱作用，而且能在純Ar氣保護(hù)下保證MIG電弧的陰極斑點(diǎn)穩(wěn)定，使得焊縫成形美觀、熔深增加、接頭質(zhì)量與TIG焊相當(dāng)（見圖11）?？梢?，TIG-MIG復(fù)合焊兼具TIG焊高質(zhì)量和MIG焊高效率的特點(diǎn)[27-28]。

圖11 兩種工藝的焊接性能對(duì)比Fig.11Weldability comparation of two processes

圖12 TIG-MIG復(fù)合焊接系統(tǒng)Fig.12TIG-MIG hybrid welding system

由于TIG焊和MIG焊相反的極性接法，TIG電弧和MIG電弧之間存在著如圖13所示的兩種作用力：①兩電弧相反的電流流向引起的電磁排斥力（F1和F2）；②焊絲-鎢極之間的較大電位差（U1+U2）引起的電磁吸引力。在兩種作用力的綜合作用下，TIG電弧和MIG電弧在一定條件下能夠形成穩(wěn)定的耦合電弧。由于耦合電弧沿焊縫方向分散了兩電弧對(duì)熔池的作用力，有利于避免大電流高速焊接時(shí)的焊縫成形缺陷[29-30]。

圖13 兩電弧之間的作用力Fig.13Electromagnetic force between two arcs

2雙面雙弧焊

為了解決大中厚壁結(jié)構(gòu)件焊接時(shí)因電弧熔透能力不足、需要開坡口進(jìn)行多層多道焊而引起的焊接效率低和接頭質(zhì)量差的問題，張?jiān)Ｃ鞯热薣31]首次提出了“采用兩個(gè)同種或異種電弧從工件兩側(cè)同時(shí)施焊”的雙面雙弧焊接技術(shù)（Double-sided arcwelding，DSAW）。由于兩電弧從工件兩側(cè)同時(shí)施焊，DSAW不僅能夠增加焊縫熔深、降低焊縫沿厚度方向的溫度梯度，還可以省去焊縫的打底與清根、減少坡口加工量和焊縫金屬填充量，因而具有生產(chǎn)效率高、焊件變形小、接頭質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。

在DSAW中，產(chǎn)生兩電弧的焊接方法的常用組合有TIG-TIG、TIG-MIG、TIG-PAW和MIG-MIG四種形式，其中TIG-TIG和TIG-PAW應(yīng)用最多。一般情況下，當(dāng)工件處于平焊位置時(shí)，由于反面電弧很難完成熔滴的穩(wěn)定過渡，通常采用無需送絲的TIG焊或PAW；而當(dāng)工件處于立焊位置時(shí)，兩電弧可以同時(shí)采用MIG焊[32]。

按照電源的供電方式，DSAW分為單電源型和雙電源型兩大類，如圖14所示。其中單電源型DSAW是指兩電弧由一臺(tái)電源供電，二者串聯(lián)在一個(gè)焊接回路中，從焊件兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱焊接；此種形式下的

焊接電流不只是從工件表面流過，而是穿過熔池匙孔，將焊接電流導(dǎo)向軸向，結(jié)果使兩電弧因電磁收縮作用能量密度更加集中，焊縫熔深和深寬比增加，熱源利用率高（見圖15）[31]。雙電源型DSAW是指兩電弧由兩臺(tái)電源分別供電，二者處在兩個(gè)獨(dú)立的焊接回路中，從焊件兩側(cè)進(jìn)行對(duì)稱焊接或一前一后的錯(cuò)位焊接。較之單電源型DSAW，雙電源型DSAW系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較簡單，焊接參數(shù)調(diào)節(jié)靈活度高，實(shí)用性強(qiáng)，工業(yè)應(yīng)用更方便。但是DSAW受自身結(jié)構(gòu)的影響，焊接位置的可達(dá)性比較差，導(dǎo)致其工業(yè)應(yīng)用受到一定限制[32-33]。

圖14 雙面雙弧焊接系統(tǒng)Fig.14Double-sided arc welding system

圖15 焊接電流流動(dòng)方向Fig.15Flow direction of welding current

3結(jié)論

多電弧氣體保護(hù)焊借助各電弧之間的相互作用，打破了傳統(tǒng)單電弧氣體保護(hù)焊受電流增大限制，難以進(jìn)一步提高焊接效率的局限性，成為氣體保護(hù)電弧焊實(shí)現(xiàn)高效化的重要途徑。

目前，大多數(shù)的多電弧氣體保護(hù)焊技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中沒有得到廣泛而充分應(yīng)用的原因主要有以下幾方面：①大多數(shù)的多電弧氣體保護(hù)焊技術(shù)由多臺(tái)電源聯(lián)合供電，需要精確的協(xié)調(diào)控制技術(shù)；②電弧等離子體具有電、磁、熱、力等多種特性，使得各電弧之間相互作用比較復(fù)雜，導(dǎo)致電弧和熔滴過渡的穩(wěn)定性控制難度加大；③焊接參數(shù)多，再加上各電弧之間的相互作用，使得焊接參數(shù)的優(yōu)化比較困難；④焊槍體積大或數(shù)量多，導(dǎo)致其焊接可達(dá)性有所降低，且不宜采用手工焊，需要與自動(dòng)化專機(jī)或焊接機(jī)器人配套使用等。

為了推進(jìn)多電弧氣體保護(hù)焊技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用，還需要不斷地完善多電弧氣體保護(hù)焊接系統(tǒng)。提高焊接系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制能力和集成度、多電弧和熔滴過渡的穩(wěn)定性與可控性以及降低焊接參數(shù)的調(diào)節(jié)難度等是其今后的重要研究和發(fā)展方向。

多電弧氣體保護(hù)焊是基于傳統(tǒng)單電弧氣體保護(hù)焊改造而來的，相比激光焊及其與電弧復(fù)合焊、電子束焊、攪拌摩擦焊等新型高效化焊接技術(shù)，多電弧氣體保護(hù)焊的焊接成本低、配套設(shè)施齊全、操作靈活度高、適應(yīng)性強(qiáng)，在實(shí)際的高效化焊接生產(chǎn)中具有顯著的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。

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High efficient gas shielded multi-arc welding technology

TANG Yingying1，ZHU Zhiming1，2，YANG Zhongyu1，YU Yingfei1
（1.Department of Mechanical Engineering，Tsinghua University，Beijing 100084，China；2.Key Lab.for Advanced Materials Processing Technology，Ministry of Education，Tsinghua University，Beijing 100084，China）

Gas shielded multi-arc welding has a more reasonable distribution of arc heat and force than conventional gas shielded single-arc welding by means of the interaction between different arcs，and thus results in better weld quality.It is an important way to achieve high efficiency for gas shielded arc welding.Moreover，compared with other new types of high efficient welding methods，such as laser welding and laser-arc hybrid welding，electron beam welding，friction stir welding，etc，gas shielded multi-arc welding has a lower cost，more complete auxiliary facilities，better adaptability，and consequently has significant value in industrial applications and broad prospects for development.In this paper，according to the modes of one side or double sides welding and the types of combined electrodes，the principles，characteristics and applications of typical gas shielded multi-arc welding technologies are introduced respectively，and then their existed problems are analyzed and future development directions are simply discussed.

gas shielded arc welding；high efficiency；multi-arc；heat-force distribution；deposition rate

TG444

A

1001-2303（2016）11-0001-08

10.7512/j.issn.1001-2303.2016.11.01

獻(xiàn)

湯瑩瑩，朱志明，楊中宇，等.高效化多電弧氣體保護(hù)焊接技術(shù)[J].電焊機(jī)，2016，46（11）：1-8.

2016-03-15；

2016-08-12

湯瑩瑩（1988—），女，河南開封人，在讀博士，主要從事焊接電弧物理及高效化復(fù)合焊接方面的研究工作。