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双面双TIG弧焊由于其焊接稳定，焊接质量较好，且成型美观，广泛应用于各个工程应用。

早在1998年，美国肯塔基大学的Y。M。ZHANG 和 S。B。ZHANG[11]进行了双面双弧TIG-PAW焊接试验，试验系统如图1。2：该板厚度为 6。5mm。对于双面双弧焊，电流为95A,电压为47V。对于变极性等离子弧焊，电流为100A，电弧电压为30V。双面双弧焊的焊接速度为4。7mm/s，变极性等离子弧焊的焊接速度为1。1mm/s。由图1。3可以看出，通过双面双弧焊接头已经完全焊透。而尽管VPPAW的功率输入大约是DSAW的3倍，通过常规VPPAW的接头仅仅被焊透37%。这是因为，在提出的双面双弧焊接中，放置了另一个焊枪，焊接电流流过了小孔，而不是流过工件表面。由于等离子弧被引入小孔，等离子弧变得更加集中，因此熔透能力显著提高。87859

 对6。5mm厚板的熔深对比实验。无填充。堆焊焊缝。

(a) DSA焊缝 (95A, 47V, 4。7 mm/s)。 (b)常规VPPA焊缝(100A, 30V, 1。1mm/s)。堆焊焊缝。

2002年，Y。M。ZHANG[12]用上述的试验系统进行试验，将另一个电极接了TIG弧焊枪，工件不与电极相连。于是在两个焊枪电极之间产生电弧，为避免工件对电流的分散，电弧的收缩性增强，电弧能量密度提高，因此提高了小孔效应带来的增强效果。脉冲小孔概念是在2001年，由Y。M。ZHANG[13]就提出的。在等离子弧熔透工件时，由于加热工件损失了部分热量，若存在一种方法可以补偿这部分热量，那么熔深将显著提高。所提出的小孔DSAW工艺能够在厚板上得到窄深的熔深，试验数据显示小孔中电弧的百分百决定了热量补偿机制，即能得到窄深熔深的关键。

 双面双TIG弧焊接装置

1999年，Y。M。ZHANG和S。B。ZHANG[14]也曾研究过双面双TIG弧工艺，如图1。4所示。这种工艺也是本课题所重点研究的。这是对50mm厚的对热裂纹敏感性较高的6061铝合金进行的双面双TIG弧单电源立焊。由单面焊与双面焊获得完全焊透所需的焊接电流及焊接速度的对比可知，双面焊可增大熔深，减少热输入。此焊接系统电流可直接通过熔池，通过电磁力对熔池的搅拌，使熔池传热均匀，降低了热裂纹敏感性，从而得到优良的焊缝微观组织和性能[16]。

美国肯塔基大学的Y。M。ZHANG是最早提出双面双弧焊接方法的，且对其机理做了较为深入的研究。为双面双弧焊接研究做了较大贡献。

2001年，高洪明等[17]建立了一个单电源双面双TIG弧三维电流密度分布模型。试验结果表明DSAW的电流密度比单面单弧焊更大，电流更加集中。且两焊枪的相对位置也会影响电流的分布。当两焊枪同轴时，电流密度最大，能量密度最大，电磁力对熔池搅拌明显。2003年，崔旭明等[16]对单电源双面电弧焊接工艺展开研究，试验装置如图1。5所示:

在工件两侧同位置安置两把TIG焊枪，接到电源两个输出端上，工件浮地不与电极相连。形成电源电极A-TIG焊枪Ⅰ-工件-TIG焊枪Ⅱ-电源电极B的焊接回路。在不填充焊丝的情况下，对LY12合金进行平板(板厚7 mm)堆焊实验。保持焊接速度不变，改变焊接电流，观察焊缝熔深的变化规律，以及双面TIG弧形貌特征。通过与常规TIG焊对比试验，得出结论：在DSAW工艺中，工件两侧的TIG焊枪导引焊接电流穿过工件，焊接电弧产生收缩现象，电弧横截面积减少，能量密度系数增加，电弧熔深能力增加，焊缝深宽比增大，热影响区减小，接头力学性能提高。

 单电源双面tig焊原理示意图

2005年，董红刚等[18]通过工艺试验,详细地分析了LY12CZ铝合金板交流脉冲等离子弧(PA)-钨极氩弧(GTA)双面弧焊(DSAW)的工艺特点。试验装置如图1。6。通过与常规钨极氩弧焊和等离子弧焊工艺比较，发现该工艺可以明显地增加熔深，减小焊后热变形，提高焊接生产效率。当采用小孔型交流脉冲双面弧焊工艺焊接铝合金时，因为小孔的存在，焊接过程中阴极雾化效果减弱，影响焊缝成形及质量。 (责任编辑：qin)