空心钨极焊接关键技术问题及发展现状

杨义成， 陈健， 黄瑞生， 徐锴, 孙谦， 杜兵

(1.哈尔滨焊接研究院有限公司,哈尔滨 150028；2.机械科学研究总院，北京 100044；3.北京科技大学 北京 100083)

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钨极氩弧焊(Tungsten inert gas welding, TIG)及其填丝焊接技术因其电弧稳定性好、焊接过程可控性高及焊缝质量高等特点，在航空航天、军工及核电等领域关键部件的焊接中应用较为广泛[1-3]。然而，常规TIG因焊枪空间尺寸大，焊接效率低、工艺实施过程具有方向性等技术特征，使其在实际工程应用中存在较大局限性。为此，基于常规TIG焊接技术衍生出了诸如TOP-TIG[4]、双钨极焊接[5]、TIG-MIG/MAG复合焊接[6]、激光-TIG复合焊接[7-8]、Super-TIG[9]、K-TIG[10-12]等新型焊接方法，这些改进的TIG焊接方法均在一定程度上解决了常规钨极氩弧焊接效率低、焊接熔深小等技术短板，促进了TIG焊接技术在工程领域的应用。

迄今为止TIG焊接技术在多维柔性制造领域的难题并未得到有效解决，究其原因，其核心问题在于未能真正解决加工工艺具有方向性这一技术难题。德国德累斯顿工业大学的Spaniol等人[13]采用热丝TIG的方法将焊丝以较大角度从电弧上方送入熔池，在一定程度上解决了常规TIG填丝焊接工艺执行过程具有方向性的问题，实现了闭环构件的一次成形。赋能加工技术具备柔性化方面，同轴加工策略是一种行之有效的技术路线，例如，激光同轴送粉加工技术在焊接、修复、增材制造等领域获得广泛应用[14-15]，尤其在大型复杂高性能金属构件的一体化成型应用较多；熔化极气体保护焊(MIG/MAG)技术是当前大型复杂金属构件低成本、高效增材制造的研究热点[16-18]；……