摘要：本文从提高焊接生产效率以及降低生产成本投入两个方面入手，对双弧焊接工艺的应用价值展开分析。在此基础上，分别对单面双弧焊接工艺、复合双弧焊接工艺以及双面双弧焊接工艺的应用原理与应用思路作出阐述，希望可以为相关焊接工作的开展提供参考。
关键词：双弧焊接工艺；生产效率；工艺原理
前言：近年来,随着航空航天、交通运输以及海洋工程等诸多工业的快速发展,在很大程度上推动了焊接技术的创新，焊接产品、结构、材料以及使用条件逐渐更新,焊接质量逐渐被提出更高的要求,焊接工作量逐渐上升。为了更好的满足焊接要求和提升焊接质量，探寻一种高效、安全的焊接方法具有重要的现实意义。
一、双弧焊接工艺的应用价值
（一）提高焊接生产效率
相关研究结果显示，国内焊接工作量逐渐跃升到世界焊接强国的行列中，因此如何更好地促进焊接生产效率以及焊接质量，成为工业研究领域的重点，并且控制焊接缺陷问题的产生，对于满足焊接工业生产需求具有重要的现实意义。现阶段，将大量高效焊接工艺与不通过的焊接方法进行灵活组合，可以进一步拓宽焊接工业的应用范围[1]。以单电源的双丝窄间隙埋弧焊工艺方式为例，将其应用于压力容器及核动力装置焊接任务中，不仅有效解决了两侧未熔合相关问题，在促进生产效率提升等方面，均发挥着积极的作用价值。但是考虑到埋弧焊熔池不可见，同时这种焊接工艺只适于平焊位置，所以实际应用普遍受到诸多限制。对此，想要最大程度上确保焊接效率，需要结合实际对双弧焊接工艺实施优化。
（二）降低生产成本投入
双弧焊接工艺的应用，生产效率的计算主要是通过由单位时间内填充金属的熔化量来完成，即熔敷速度。但是如果单纯的提高熔敷速度，则代表实际的热输入进一步增加。这种情况下，单纯使用电弧焊接技术，需要考虑如何更好的控制热输入增加导致的焊接变形问题，同时也会在一定程度上增加了未焊透、焊道不连续、咬边等问题的出现几率。从国内外对双弧焊接工艺方法研究的现状来看,按电弧的种类与位置来分,其研究主要集中在三个方面:单面双弧焊、复合双弧焊、双面双弧焊。
二、双弧焊接工艺原理与应用
（一）单面双弧焊接工艺
单面双弧焊接工艺主要是指双丝焊接，其应用主要是借助单个焊枪配上填丝或双焊丝，完成相应的双丝焊接任务。单面双弧焊接工艺的应用，可以通过减小单位时间内焊接缝成形的热输入这一方式，进而在提升焊接速度的基础上，有效保证接头力学性能。相关双弧焊研究结果表明，目前应用较为广泛的工艺为双丝埋弧焊。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆双丝埋弧焊又可以分为单电源双丝和串列双弧两种类型，其中串列双弧中双丝的焊丝均为独立电源供电，同时具有显著的熔深大和熔敷速度快等特征，所以其焊接质量与焊接效率更高。
（二）复合双弧焊接工艺
复合双弧焊接工艺主要是指，通过利用不同种类电弧或热源相结合这一方式，完成相应的焊接任务。通过对复合双弧研究结果的综合分析,发现电弧并不单单局限在普通意义的电弧概念这一层面,同时还涵盖电子束以及激光等多种高能束热源。对于复合双弧焊接工艺的分析，可以从以下几个方面入手：第一，电子束-等离子弧。电子束-等离子弧作为高能束焊接方法中的一种，在锈钢、铝合金等其它有色金属焊接任务中有着较大的应用。其中非真空电子束的应用，出于对电子束在大气中散射、能量损失等因素的考虑,所以导致电子束-等离子弧的发展受到限制。第二，激光-电弧。这一焊接工艺最早出现在上世纪70年代末，主要是通过对电弧工件实施的预热,进而达到强化工件对激光吸收率的目的,并且当电弧被激光吸引的情况下,可以科学调整焊接条件的基础上获得稳定电弧。第三，等离子- MIG焊。该技术属于复合电弧焊接方法，借助离子钨极与工件之间电弧形成的，具有显著的电弧燃烧稳定以及保护效果佳等应用优势，所以气孔倾向相对小,有利于获得优质焊缝,在Al、Mg及其合金焊接任务中的应用范围较广[2]。
（三）双面双弧焊接工艺
双面电弧焊接(DSAW)是双弧焊接工艺中一种常用的新工艺类型，主要是指借助两个相同电弧或者不同的电弧，实现对工件的两方面同时焊接，从而大大提升焊接生产效率。但是从另一方面分析来看，双面双弧焊接工艺操作过程中，容易受到焊接位置这一因素的限制。具体双面双弧焊接工艺可以分为两种，其中第一种为双面双弧非对称焊方式。双面双弧非对称焊工艺的应用，其特征主要表现在借助双电源同时保证上下两枪一前一后的方式来完成。比如：在1993年哈尔滨锅炉厂和东方锅炉厂，选择从日本三菱重工公司引进了双面双弧非对称焊工艺技术，利用气体保护自动焊促使企业焊接生产效率得到显著提升。此外，南京晨光机器厂也从联邦德国引进了相关技术，通过两名焊工分别从工件正反面实施垂直焊接的方式，更好地满足了焊接工艺要求。
另一种为双面双弧对称焊方式。双面双弧对称焊技术的应用，有利于消除未焊透缺陷问题，并且在此基础上有效降低焊接变形问题的发生几率。相关研究结果显示，出于对绳索取芯钻杆焊缝内表面不得有余高这一基础要求的考虑，进一步提出了钻杆外等离子弧焊(PAW)和钻杆孔内钨极氩弧焊(TIG)同时进行的PAW-TIG联焊方法。综合分析发现，虽然双面双弧对称焊技术的适用范围较小，但是可以有效保证焊接的实际生产效率。比如：大庆石油化工总厂机修厂引进了MIG- MIG电弧内外侧同步焊这一技术，将其应用于铝料仓的纵、环缝焊接工作中。同时，大量实践研究结果显示，借助熔化极内外侧同步半自动氩弧焊工艺技术，可以在促进焊接生产效率的基础上，最大程度上保证焊接质量，在节约焊接材料投入等方面，也发挥着积极的作用价值。
总结：综上所述，在焊接技术水平不断提升的背景下，双弧焊接作为一种新型焊接工艺，具有显著的高效性、节能性、优质经济性，因此有着非常广阔的应用前景。为了实现双弧焊接技术应用价值的最大化，应该结合实际对双弧焊接技术进行持续的优化与完善，促进焊接技术的更大发展。
参考文献：
[1]李宇昕. 中厚板Al-Mg铝合金双机器人双面双弧焊接工艺研究[D].南京理工大学,2017.
[2]邱磊,龙宇飞.基于双面双弧焊接工艺的焊接接头残余应力及变形分析[J].船舶工程,2015,37(S1):182-185.
论文作者:陈中亮
论文发表刊物:《科技研究》2019年5期
论文发表时间:2019/7/23
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