Tandem焊接工艺在德国克鲁斯公司诞生,随着研究的不断深入,应用地不断广泛,该焊接工艺的特点逐渐明确
作为近年来出现的高效焊接方法,双丝焊因其卓越性越来越被人们关注。双丝埋弧焊是国内外研究多丝焊接技术的起点[12]。1948年,出现了最早的双丝埋弧焊,主要应用范围是压力容器或者核电站动力建设方面,这种焊接方法的优点是生产效率高。缺点是由于埋弧焊熔池无法观察,加上埋弧焊只能平焊的局限性,导致了双丝窄间隙埋弧焊的应用受到限制。
国内外对双丝GMAW焊接的研究随着GMAW焊接愈来愈广泛的的应用普及也逐渐增多。近年来,德国、瑞士、奥地利、日本的多国公司在多丝配单个或多个焊接电源的焊接技术方面开展了大量的研发工作,并取得了卓著的实验成果。在这之中,比较出名的有奥地利福尼斯公司研发的T.I.M.E Twin焊、瑞典AGAAB公司研发的Rapid-Melt焊以及德国克鲁斯公司研发的Tandem Twin Arc焊等[13]。T.I.M.E(Transferred Ionized Molten Energy)焊接工艺,于20世纪80年代在加拿大出现,又因为它的高效高质性而风靡欧洲。20世纪90年代,奥地利的福尼斯公司提出T.I.M.E高效焊接工艺。21世纪初,T.I.M.E Twin焊接工艺被推出,两根焊丝分别连接两个不同的电源,它们之间是相互绝缘的,而且在焊丝外部还有一层保护气罩[14]。采用高速送丝加特殊保护气体的办法,大大提高了熔敷率,在低合金钢、高合金钢以及铝合金材料的焊接生产中得到广泛应用。
RAPID MELT焊接工艺由瑞典公司AGAAB提出,采用了其专利气体MISON8作为保护气体,主要成分是富Ar中加入低含量的CO2,并添加了一氧化氮气体以减少焊接过程中产生的臭氧。
二十世纪末期,Tandem焊接工艺在德国克鲁斯公司诞生,随着研究的不断深入,应用地不断广泛,该焊接工艺的特点逐渐明确:两根焊丝互不影响,直径、材质都可以选取不同的方案,每根焊丝都选择独立的焊接参数[15]。随着Tandem系统不断地在碳钢、不锈钢、铝合金等材料的焊接中展示其优越性能,越来越多的生产商选择了该系统,仅在德国就有1000多用户。
日本的研究人员研究出了铝合金的双丝焊接技术,这种焊接技术的焊丝熔化速度快,熔池温度降低速度也快,从而冷却速度快,形变量小,生产效率也得到了提高[16]。
随着双丝焊接技术的不断发展,焊接生产的效率也随之不断提升,但是目前的高效电弧焊工艺如T.I.M.E、TANDEM等等,主要依靠多丝、添加磁场、复合热源等外部手段来提高焊件的熔敷率,虽然说焊接质量、焊接速度相比较传统方式而言,有着质的飞跃,但是由于是外加手段,成本不免昂贵,实际结果证明,这种焊接技术使得电机机座的焊接变形变小,焊接质量提高,但设备也比较复杂,不便于焊接人员操作。基于此,江苏科技大学的方臣富团队另辟蹊径,从双丝焊的焊丝入手,研发出了新型缆式焊丝(1根焊丝位于中间,其余6根焊丝围绕中间焊丝旋转绞合而成)。在进行的以缆式焊丝为熔化极的CO2气体保护焊实验中,缆式焊丝充分展现了它的优良性能:焊丝熔化系数高、熔敷速度快、焊接电源热输入量小、电弧无需外加驱动装置即可自主旋转。相比较传统的双丝焊而言,应用了缆式焊丝的双缆式十四丝GMAW焊更加具有推广应用的潜力。