林肯AC/DC-1000SD交直流焊机双丝焊技术（.文章）doc1
双丝焊新技术在风塔焊接领域的应用
随着国家新能源政策的推广，清洁能源越来越受到人们的青睐。风力发电行业正在我国蓬勃发展，装机和发电总量名列世界前茅。目前，风电建设正逐步由陆地向海洋发展，为了应对风浪和腐蚀，塔筒筒身钢板越来越厚，对低温状态下的焊缝机械性能要求也越来越高。
目前，大部分塔体制作单位均采用传统的单丝埋弧焊，而传统的单丝埋弧焊，焊接效率较低，已逐渐被双丝埋弧焊所替代。
双丝埋弧焊，直观地讲，就是两个电源控制两个电弧，电弧可以分别控制，一般前丝直流，采用大焊接电流，低电弧电压，充分发挥直流电弧的穿透力。后丝交流，采用相对较小的焊接电流和大电弧电压，增加熔宽，克服前道大电流可能形成的熔化金属堆积，配合高速焊接，从而形成美观的焊缝成形。由于两根焊丝的电弧在同一熔池中燃烧，提高了总的焊接电流，因此提高了熔敷效率和焊接速度，提高了生产率。单位时间内焊缝成形的热输入量减少，因而热影响减少，接头力学性能提高，同时两根焊丝交替送进熔池，对熔池具有搅拌作用，从而降低了气孔敏感性，细化了晶粒，改善了焊缝质量。
美国林肯电气公司生产的Power wave AC/DC1000 SD采用了波形控制技术及逆变技术，在保持电流、电压数不变的情况下，波形控制技术可以通过调节输出电流的波形，从而实现对熔深，熔敷效率的调节，尤其是在厚板多道焊接，在热输入不变的情况下，可以显著提高焊接生产效率，容易实现优质高效焊接。
一、波形控制技术（埋弧焊）
林肯专利波形控制技术（Wave Control Technology）是通过对输出电流波形的调节，可以根据焊丝直径、焊接工艺（双丝或单丝、电源特性）进行焊接程序的选择。对选用的交流方波来说，更可调节占空比（Balance）、直流偏置（DC offset）、及频率来对电弧进行控制。
1、占空比（Balance）
占空比为正半波在电流周期中所占的比例。Power wave AC/DC1000SD提供25%—75%的占空比调节。具体功能请参照图1.
2直流偏置（DC offset）
直流偏置为表征正半波峰值的参数。Power wave AC/DC1000SD提供-25—25的DC offset调节。具体功能请参照图2。
3、频率（Frequency)
Power wave AC/DC1000SD提供10—100HZ的频率调节，频率调节主要用来维持电弧的稳定性。具体功能请参照图3。
2. 平板堆焊——恒焊接速度
下面是我们在调节占空比、直流偏置和频率等参数后，得到的实验参数。
该项目是通过调节焊接参数设置，主要是占空比，并以相同的焊接速度在平板上进行焊接，同时测定焊缝的熔深及熔敷量。
1.1 平板堆焊—恒速
|
焊缝编号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
焊接模式 |
48 |
49 |
49 |
49 |
|
波形 |
DC+ |
AC |
AC |
AC |
|
导电嘴到工件距离（mm) |
32 |
32 |
32 |
32 |
|
焊接速度（mm/min） |
410 |
410 |
410 |
410 |
|
电流（A） |
650 |
650 |
650 |
750 |
|
电压（V） |
28 |
28 |
28 |
28 |
|
占空比（balance） |
NA |
50 |
25 |
25 |
|
频率（HZ） |
NA |
60 |
60 |
60 |
|
平均热输入（kj/mm） |
70.7 |
70.7 |
70.7 |
80.4 |
|
送丝速度（m/min） |
1.42 |
1.72 |
2.01 |
2.41 |
|
熔敷率（kg/min） |
8.25 |
9.98 |
11.7 |
14.0 |
|
熔敷率比DC+增加的百分数 |
--- |
20.8 |
41.7 |
69.2 |
|
熔敷的截面积（mm2） |
42.6 |
49 |
52.9 |
68.4 |
平板堆焊恒速焊接参数设置及熔敷率、热输入比较
1.2焊缝横断面宏观照片
项目小结：
1）、通过把电流极性从DC+（焊缝1）变为平衡方波（balance50%，焊缝2），而不改变热输入， 熔敷率增加了约 21%。
2）、调整过的交流方波（balance25%，焊缝3）获得了比DC+（焊缝1）高42%的熔敷量。
3）、因为交流方波具有较强的电弧稳定性，增大电流可以获得较高的熔敷率（balance25%，焊缝4）。
4）、当从DC+转变为平衡方波时，熔敷金属的截面积增加了约15%。
5）、从DC +转变为balance为25%时，熔敷金属的截面积增加了约24%。
6）、从DC+转变为平衡方波时，熔深下降了1.32mm，但仍然具有良好的熔深5.59mm。
7）、在极性从DC+向平衡交流方波和balance为25%的交流方波时，平均热输入基本保 持不变。
三、实验室厚板焊接
我们运用林肯Power wave AC/DC 1000 SD焊机的特点，进行了双丝焊焊接试验，目的是通过试验，了解波形技术在双丝焊中的特点及焊接效果。
母材：Q345E 厚度δ=34mm， X坡口 坡口角度600， 钝边6mm。
焊材：JW-1(10Mn2 ) Ф=4mm 焊剂：JF-B（SJ101 、3500C保温2小时)
焊接设备：林肯Power wave AC/DC SD
焊接要求：焊前工件预热到1000C，背面气保护焊70S-6,Ф1.2mm打底，其余用埋弧焊。
注意：焊接层间温度低于1200C。
|
序列 |
丝极 |
极性 |
电流 (A) |
电压 （V） |
焊接速度 (mm/s) |
频率 (HZ) |
占空比 (Balance) |
直流偏置 (offset) |
热输入（j/mm) |
|
正面第一层 |
前丝 |
DC+ |
700 |
29 |
14 |
|
|
|
2.77 |
|
|
后丝 |
AC |
560 |
33 |
14 |
40 |
25 |
-20 |
|
|
正面第二层 |
前丝 |
AC |
700 |
29 |
14 |
40 |
25 |
-20 |
2.77 |
|
|
后丝 |
AC |
560 |
33 |
14 |
40 |
25 |
-20 |
|
|
背面第一层 |
前丝 |
DC+ |
700 |
29 |
14 |
|
|
|
2.77 |
|
|
后丝 |
AC |
560 |
33 |
14 |
40 |
25 |
-20 |
|
|
背面第二层 |
前丝 |
AC |
700 |
30 |
14 |
40 |
25 |
-20 |
2.77 |
|
|
后丝 |
AC |
560 |
33 |
14 |
40 |
25 |
-20 |
|
|
背面第三层 |
前丝 |
AC |
700 |
30 |
14 |
40 |
25 |
-20 |
2.77 |
|
|
后丝 |
AC |
560 |
33 |
14 |
40 |
25 |
-20 |
试板剖面图
试验总结：
1、 波形技术改变后，焊接效率得到大幅度提高。
2、 焊缝成形美观，漂亮。
3、 严格控制热输入，采用尽量小的热输入，保证低温冲击韧性。
4、 层间温度要保持在1200C以下。
5、 试板焊接后，经专业机构检测，
射线检测：合格，
抗拉强度：555Mpa，
冲击试验（-400）：
上部焊缝中心：（70、70、67、67）； 上焊缝熔合线：（129、125、88、66）；
下部焊缝中心：（81、63、60、90）； 下焊缝熔合线：（45、49、73、52）；
4. 工厂工件焊接
客户使用了林肯Power wave AC/DC 1000 SD焊机，在通过焊接工艺评定后，投入生产实践中。
具体工艺如下：
工件材料：Q345E 直径：Ф4170mm 板厚：34mm，X坡口，钝边：4mm，
外坡口角度：750 外坡口宽：20.5mm, 深：12mm，
内坡口角度：800，内坡口宽：23mm，深:14mm
焊丝：H10Mn2 Ф=4mm 焊剂：SJ101 根部用70S-6打底一层。
焊机：林肯Power waveAC/DC SD（二套）
环缝筒体焊接（环缝）
外环缝焊接：
|
序列 |
丝极 |
极性 |
电流 (A) |
电压 （V） |
焊接速度 (mm/s) |
频率 (HZ) |
占空比 (Balance) |
直流偏置 (offset) |
焊接时间 (min) |
|
第一层 |
前丝 |
DC+ |
650 |
29 |
13 |
|
|
|
19
|
|
|
后丝 |
AC |
600 |
33 |
13 |
40 |
65 |
-20 |
|
|
第二层 |
前丝 |
AC |
750 |
30 |
14 |
40 |
25 |
-20 |
15
|
|
|
后丝 |
AC |
680 |
34 |
14 |
40 |
25 |
-20 |
内环缝焊接焊：
|
序列 |
丝极 |
极性 |
电流 (A) |
电压 （V） |
焊接速度 (mm/S) |
频率 (HZ) |
占空比 (Balance) |
直流偏置 (offset) |
焊接时间 (min) |
|
第一层 |
前丝 |
AC |
736 |
31 |
14 |
40 |
30 |
-20 |
19
|
|
|
后丝 |
AC |
650 |
34 |
14 |
40 |
30 |
-20 |
|
|
第二层 |
前丝 |
AC |
660 |
33 |
12 |
40 |
25 |
-20 |
15
|
|
|
后丝 |
AC |
600 |
34 |
12 |
40 |
25 |
-20 |
|
|
第三层 |
前丝 |
AC |
650 |
33 |
12 |
40 |
25 |
-20 |
15 |
|
|
后丝 |
AC |
600 |
35 |
12 |
40 |
25 |
-20 |
生产总结：
1）：外焊第一层采用DC/AC，第二层采用AC/AC，效果良好，外观和焊缝本身成形也漂亮，这归功于Power wave AC/DC1000 SD的电弧稳定性。
2）：以上焊缝的工作量，如采用一般的传统单丝焊，需要焊十一层，按450mm/min计算，焊接时间320分钟。采用Power wave AC/DC1000 SD的波形变化后，在焊接热输入不变的情况下，熔敷率大幅度提高，整条焊缝焊接时间83分钟。焊接时间缩短286%。
3）：如由于Power wave AC/DC1000 SD双丝焊熔敷效率高，因此，要根据焊缝坡口，合
理安排焊接层数和焊缝厚度。
4）焊接有关参数可以预先设置。焊工操作简单、方便，对焊工技能要求不是很高。
焊接检验报告：
射线探伤： （合格）
5. 能量消耗最小
林肯Power wave AC/DC1000 SD由于采用逆变及波形技术，明显减少能量消耗。在同样条件下，焊接电能消耗与传统焊机相比有大幅下降。下面是我们做的比较试验。
从以上试验可以看出，林肯Power wave AC/DC1000 SD焊机，节电效果很好，光一年节省的电耗就能新购买一台焊机。
结束语：
经过大量的实践，林肯Power wave AC/DC1000 SD焊机，是一种将波形控制技术应用于埋弧焊的电源，能产生可变的交流输出，其可调的频率、频幅、直流正向输出和负向输出的功能使用户可以自己控制熔敷率和熔深，可以提高焊接速度、焊接质量和焊接效率。林肯Power wave AC/DC1000 SD焊机具有先进的焊接控制，灵活的配置和优良的焊接性能，可适应各种不同的焊接工艺，同时又是节能的焊机，是目前在国际上领先的焊接设备。
兆环智能科技（上海）有限公司，是一家集焊接净化、呼吸防护产品设计、销售； 焊接设备及焊接材料销售； 进出口贸易为一体的综合性企业。我们是美国林肯焊机公司中国区一级代理商，主要有林肯焊机，SAF沙福铝焊机，及林肯焊材、奥林康焊材、铝焊材等。许多产品和系统已经在金属制造、汽车、风电、造船、化工、制药、航天、食品加工等工业领域中取得了突破性成绩。
林肯焊机销售及技术服务电话： 13916128517
