双丝串列MIG/MAG高效焊接

梁 烨 刘晓丽 河北省锅炉压力容器监督检验院

双丝串列MIG/MAG高效焊接

梁 烨 刘晓丽 河北省锅炉压力容器监督检验院

随着制造业的迅猛发展，焊接结构的生产量逐年增加，这对焊接效率提出了更高的要求。在诸多焊接方法中，双丝串列MIG/MAG焊作为一种高效优质焊接方法，可以大幅度地提高焊接速度和金属熔敷率，从而提高焊接效率[1]。

双丝串列MIG/MAG焊既解决了传统单丝焊在高焊速时容易出现的未焊透、咬边、成形差等，又解决了高送丝速度时熔滴过渡的困难。此外，它还具有电流调节范围宽、飞溅少、变形小、焊缝成形好等优点。双丝串列MIG/MAG焊在管道、造船、锅炉与压力容器等制造中得到越来越多的应用[2-3]。

1 双丝串列MIG/MAG焊原理

双丝串列MIG/MAG焊是在双丝并联MIG/MAG焊的基础上发展起来的一种高效焊接方法。如图1所示，双丝并联MIG/MAG焊由同一电源(或者两台并联电源)供电，两根焊丝共用一个导电嘴。由于两根焊丝上的电流方向是相同的，焊接电弧容易互相吸引而导致电弧不稳。双丝串列MIG/MAG焊则能避免该问题，实现稳定高效的焊接。如图2所示，它由两台电源、两台送丝机、一台同步控制器和一把焊枪等组成。两根焊丝分别由各自的电源供电，并由各自的送丝机构经过相互绝缘的导电嘴送丝，在焊丝和工件间形成两个独立电弧。在同步控制器的控制下，两电弧协同工作形成一个共同的熔池。一般前导焊丝的电流要大于跟随焊丝。前导焊丝主要用于控制熔深，而跟随焊丝除填充金属外，主要控制焊道成形和坡壁熔合。

图1 双丝并联MIG/MAG焊示意图

图2 双丝串列MIG/MAG焊示意图

为了避免电弧间的相互干扰，双丝串列MIG/ MAG焊一般采用相位角相差180°的直流脉冲供电模式。如图3所示，在协同控制器的调节下，前导焊丝的电流峰值对应跟随焊丝的基值，跟随焊丝的电流峰值对应前导焊丝的基值，两个电弧实现了交替导通，这样就最大程度地降低了电磁力的影响。同时，由于采用直流脉冲供电，双丝串列MIG/MAG焊可在较大的电流范围内实现一种理想的熔滴过渡形式即一脉一滴。

图3 双丝串列MIG/MAG焊的熔滴过渡

对于传统的单丝焊，大电流高速焊时很容易产生咬边，这主要因为电流增加，电弧压力也随之增加，电弧压力迫使更多液态金属向电弧后方聚集。当电弧继续向前移动后，金属无法到达焊趾，从形成咬边缺陷。而在相同的热输入量下，双丝串列MIG/MAG焊的电弧力更加分散，熔池的流动状况和热分布状况得到了改善，从而有效地降低了咬边倾向[4]。

综上所述，通过采用相位角相差180°的双直流脉冲供电，双丝串列MIG/MAG焊可以实现了稳定、高效的焊接过程。

2 双丝串列MIG/MAG焊的工艺特点

2.1 较高焊接速度和熔敷速率

由于采用双丝加热，无论是MIG焊铝，还是MAG焊钢，双丝焊均比单丝焊的焊接速度要快1～2倍，见表1。

表1 焊接速度对比(单位：cm/min)

双丝串列MAG焊的熔敷率也要高于单丝MAG焊、药芯焊丝单丝电弧焊和单丝埋弧焊，其最高熔敷率可达16kg/h。

2.2 具有脉冲焊的优点

双丝串列MIG/MAG焊的双丝均采用直流脉冲模式，所以它也具有了脉冲熔化极氩弧焊的特点。

1）电流调节范围宽，工艺适应性好。

2）熔敷效率增加时，仍能保持较低的热输入，可以用于薄板焊接。

3）熔滴过渡及熔池尺寸容易控制，有利于实现全位置焊。

4）脉冲电弧具有熔池搅拌作用，可以细化晶粒，消除气孔。

3 双丝串列MIG/MAG焊在实践中的应用

双丝串列MIG/MAG焊可以用于碳钢、低合金钢、不锈钢和铝合金等多种金属的焊接。焊接接头的形式有搭接焊缝、平角焊缝、船形焊缝和对接焊缝等。其应用实例见表2。

表2 双丝串列MIG/MAG焊应用实例

4 趋势与展望

由于双丝串列MIG/MAG焊的工艺参数可调节性好，例如前导焊丝和跟随焊丝的间距、夹角、焊丝伸出长度及各自的焊接参数都是可以调节的，通过不同参数的优化配合，该工艺的应用范围会更加广泛。而且，多个双丝焊枪可以同时使用，使焊接效率得到了进一步的提高，该方法对于压力容器、管道、船板等中厚板焊接有着重要的意义。总之，由于诸多的优点，双丝串列MIG/MAG焊必将为越来越多的生产企业采用，为经济发展做出更大的贡献。

1 陈裕川.高效MIG/MAG焊的新发展(一).现代焊接, 2008, 72(12)：4～8

2 史耀武.油田长输管线焊接技术的新发展.电焊机,2005, 35(9)：37～42

3 李桓.熔化极脉冲焊设备及其在焊管生产中的应用前景.焊管.2012,33(2)：40～44

4 李兴林,黄石生,吴开源.高速双丝脉冲MIG焊的研究.电力电子技术,2008,42(3)：39～40

2013－09－03）