1.一种摇动电弧快速气电立焊方法,所用装置包括焊炬、电弧运动控制器(13)和焊炬摆动机构(14),其中焊炬包括大角度折弯导电杆机构(1)和电弧摇动机构(2),其特征是,所述方法包括如下步骤:①通过所述焊炬的折弯角度为β的大角度折弯导电杆机构(1),将焊丝(3)穿过所述电弧摇动机构(2)后,从所述大角度折弯导电杆机构(1)下端的中心孔伸出,使焊丝(3)与待焊窄坡口(9)的坡口中心线(15)成夹角θ;
②通过所述焊炬摆动机构(14),使所述焊炬带动焊丝(3)端部的电弧(6)在待焊窄坡口(9)内沿板厚方向作前后直线摆动(11);同时通过所述电弧运动控制器(13)驱动所述焊炬中的电弧摇动机构(2),转动所述大角度折弯导电杆机构(1),带动电弧(6)围绕焊炬中心线(2a)作左右圆弧形摇动(10),使其电弧摇动角度适应所述待焊窄坡口(9)的前后间隙变化,并在电弧(6)摆动至所述待焊窄坡口(9)的前部和/或后部停留期间、使电弧(6)加快摇动或继续作相同频率的摇动;
③拖动机构带动所述焊炬、水冷铜滑块(5)以及所述焊炬摆动机构(14),一同以焊接速度Vw向上移动,使焊接熔池(7)在背侧衬垫(8)和水冷铜滑块(5)的作用下强迫凝固成形,从而在所述待焊窄坡口(9)内,通过可变幅变频的摇动电弧实现快速气电立焊。
2.如权利要求1所述的摇动电弧快速气电立焊方法,其特征是:所述大角度折弯导电杆机构(1)的折弯角度β为:30°≤β≤90°;所述电弧(6)的摇动频率为2~30Hz可调。
3.如权利要求1所述的摇动电弧快速气电立焊方法,其特征是:当所述待焊窄坡口(9)为V形窄坡口(904)时,使所述电弧(6)作电弧摇动角度在坡口前部大后部小和电弧摇动频率恒定的变幅等频摇动,或使所述电弧(6)作电弧摇动角度在坡口前部大后部小、以及电弧摇动频率在坡口前部和/或后部停留期间大的变幅变频摇动;或者,当所述待焊窄坡口(9)为I形窄间隙坡口(901)或U型底窄间隙坡口(902)或V型底窄间隙坡口(903)或V形窄坡口(904)时,在恒定的电弧摇动角度下,使所述电弧(6)作电弧摇动频率恒定的等幅等频摇动、或使所述电弧(6)作电弧摇动频率在坡口前部和/或后部停留期间大的等幅变频摇动。
4.如权利要求3所述的摇动电弧快速气电立焊方法,其特征是:所述I形窄间隙坡口(901)或U型底窄间隙坡口(902)或V型底窄间隙坡口(903)的坡口间隙G均为11~14mm、坡口单侧坡角均为0~2°,电弧等幅摇动角度为3~15°可调;所述V形窄坡口(904)的根部间隙g为8~10mm、坡口单侧坡角为5~13°,等幅摇动时电弧摇动角度为4~16°可调、变幅摇动时电弧摇动角度为7~32°可调。
5.如权利要求1所述的摇动电弧快速气电立焊方法,其特征是:步骤①中,使焊丝(3)与所述待焊窄坡口(9)的坡口中心线(15)的夹角θ等于θ1,其中70°≤θ1≤90°。
6.如权利要求1所述的摇动电弧快速气电立焊方法,其特征是:步骤②中,当焊炬带动电弧(6)摆动至坡口前部停留期间,通过所述焊炬摆动机构(14),使焊丝(3)与所述待焊窄坡口(9)的坡口中心线(15)的夹角θ等于θ2,其中90°≤θ2≤110°;当焊炬带动电弧(6)在坡口内其他位置摆动时、以及摆动至坡口后部停留期间,通过所述焊炬摆动机构(14),使焊丝(3)与所述待焊窄坡口(9)的坡口中心线(15)的夹角θ等于θ3,其中70°≤θ3≤90°。
7.一种用于权利要求1‑6之一所述的摇动电弧快速气电立焊方法的焊炬,其特征是:所述焊炬包括大角度折弯导电杆机构(1)和电弧摇动机构(2),其电弧摇动机构(2)包括空心轴电机(201)、或包括普通电机(206)及其传动副(207);其中,所述大角度折弯导电杆机构(1)的折弯角度为β,30°≤β≤90°;所述大角度折弯导电杆机构(1)的上端通过连接机构(202)与所述空心轴电机(201)的前伸出轴固连、或与所述普通电机(206)的传动副(207)从动轮固连,并通过电缆连接头(203)与焊接电缆(204)相接;送丝机(4)送出的焊丝(3),穿过所述空心轴电机(201)的空心轴或所述传动副(207)的从动轮后,从所述大角度折弯导电杆机构(1)的中心孔中斜向伸出。
8.如权利要求7所述的焊炬,其特征是:所述大角度折弯导电杆机构(1)包括大角度折弯导电杆(1a)和与之下端固连的直导电嘴(1b),或包括直导电杆(1c)和与之下端固连的大角度折弯导电嘴(1d)。
9.如权利要求8所述的焊炬,其特征是:所述大角度折弯导电杆(1a)的上端或所述直导电杆(1c)的上端设有连接法兰,并通过所述连接法兰与所述空心轴电机(201)T形伸出轴的T形端固连。
10.如权利要求8所述的焊炬,其特征是:所述大角度折弯导电杆(1a)或所述大角度折弯导电嘴(1d)的折弯角度β为30°或45°或60°。
11.如权利要求8所述的焊炬,其特征是:所述大角度折弯导电杆机构(1)下端的折弯长度L=40~50mm,其中所述直导电嘴(1b)长度L1=20~30mm;或者,所述大角度折弯导电嘴(1d)下端的折弯长度L2=20~45mm。
12.如权利要求7所述的焊炬,其特征是:所述焊炬还包括用于检测电弧摇动频率及电弧摇动中点的检测机构(205),所述检测机构(205)为旋转式光电编码器或光电开关装置或电磁开关装置,检测机构(205)中的旋转件套装在所述空心轴电机(201)或所述普通电机(206)的后伸出轴上、或套装在与所述传动副(207)从动轮固连的大角度折弯导电杆机构(1)上端的导电杆上。
13.如权利要求12所述的焊炬,其特征是:所述光电开关装置包括光栅盘(205a)和光电开关(205b),其光电开关光通路投影点O1在光栅盘(205a)平面内的圆弧运动半径为r,此时r为光栅盘工作半径,其中, d为光栅盘透光槽宽度,α为电弧摇动角度。
14.一种如权利要求7~13之一所述焊炬的应用,其特征是:应用于单丝气电立焊或双丝气电立焊;其中,应用于单丝气电立焊时,所述电弧(6)为单丝电弧,所述焊炬用作单丝电弧的焊炬;应用于双丝气电立焊时,所述电弧(6)用作前丝电弧,此时前丝电弧前后直线摆动并左右往复摇动,后丝电弧既不摇动也不摆动,所述焊炬用作前丝电弧的焊炬;或者,应用于双丝气电立焊时,所述电弧(6)分别用作前丝电弧和后丝电弧,此时前丝电弧前后直线摆动并左右往复摇动,后丝电弧左右往复摇动但前后不摆动,所述焊炬分别用作前丝电弧和后丝电弧的焊炬。