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龙图腾网获悉江苏科技大学申请的专利一种采用摇动电弧的自由成形打底焊方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115070172B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-02发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210463441.X，技术领域涉及：B23K9/173；该发明授权一种采用摇动电弧的自由成形打底焊方法是由朱杰;王世超;王加友;姜玉清;王彪;王纳设计研发完成，并于2022-04-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种采用摇动电弧的自由成形打底焊方法在说明书摘要公布了：本发明公开一种采用摇动电弧的自由成形打底焊方法，该方法使用的摇动电弧焊接系统包括送丝机构、摇动电弧焊炬、电弧摇动控制器、坡口背面保护气罩、焊接电源及焊接小车。打底焊前，根据板厚设定焊接坡口形式，并依据坡口纵向形状选用坡口背面保护气罩；然后，根据坡口形式设定电弧摇动参数和电弧能量参数，并调节摇动电弧焊炬到工件的距离；最终，引燃的焊接电弧在焊丝牵引下做圆弧形往复式轨迹摇动，使焊接熔池在电弧力、重力和表面张力共同作用下凝固成形，实现采用摇动电弧的自由成形打底焊。本发明采用摇动电弧工艺，根部间隙及板厚适应性强、焊接效率高；在坡口背面低成本施加气体保护，焊接接头性能好、实用性强。

本发明授权一种采用摇动电弧的自由成形打底焊方法在权利要求书中公布了：1.一种采用摇动电弧的自由成形打底焊方法，其所使用的摇动电弧焊接系统包括送丝机构2、摇动电弧焊炬、电弧摇动控制器、坡口背面保护气罩、焊接电源及焊接小车，其中所述摇动电弧焊炬由电弧馈电与驱动机构3、折弯导电杆5、导电嘴6及正面保护气喷嘴机构组成，所述折弯导电杆5上端与所述电弧馈电与驱动机构3固连、下端与所述导电嘴6固连，所述摇动电弧焊炬整体安装于焊接小车上，送丝机构2送出的焊丝1依次穿过电弧馈电与驱动机构3、折弯导电杆5后，从导电嘴6下端伸出至焊接坡口中；其特征是，所述自由成形打底焊方法包括如下具体步骤： 步骤一、根据待焊工件的板厚T，设定的焊接坡口为U型横截面坡口9或为V型横截面坡口10或为I型横截面坡口11；当板厚T≥11mm时，设定的焊接坡口为U型横截面坡口9，坡口间隙G为8～16mm、根部间隙g为0～6mm、钝边厚度t为0～3mm、过渡圆弧半径R为1～8mm；当板厚T3mm且＜11mm时，设定的焊接坡口为V型横截面坡口10，根部间隙g为0～6mm、钝边厚度t为0～3mm、坡口角度α为17～60°；当板厚T≤3mm时，设定的焊接坡口为I型横截面坡口11，根部间隙g为0～6mm； 当焊接坡口为U型横截面坡口9时，坡口间隙G、根部间隙g和过渡圆弧半径R三者满足G＝2·R+g，其中，坡口间隙G为12mm，根部间隙g为0～3mm，过渡圆弧半径R为4.5～6mm； 当焊接坡口为V型横截面坡口10时，坡口角度α的最小值为根部间隙g为0～3mm，坡口角度α的最小值的范围为17～32°，坡口角度α的范围为25～60°，r是电弧摇动半径，是电弧一半摇动角度，h1是导电嘴下端中心孔到钝边上端距离，β是导电杆折弯角度； 步骤二、根据待焊工件坡口纵向形状，选用的坡口背面保护气罩为随动式保护气罩13或为固定式保护气罩15；当待焊工件坡口纵向为长直形时，选用的坡口背面保护气罩为随动式保护气罩13或为固定式保护气罩15；当待焊工件坡口纵向为非长直形时，选用的坡口背面保护气罩形式为随动式保护气罩13； 所述随动式保护气罩13为长方体，侧面设有进气口13-1，顶面均匀设有多个出气口13-2；所述随动式保护气罩13的长度L1大于1.5倍的焊接速度Vw值，所述随动式保护气罩13的宽度L3＞8mm，所述随动式保护气罩13的焊接方向前侧端面到焊炬中心线12的距离L2大于电弧摇动半径r；坡口背面保护气体14从其进气口13-1送入，并从其出气口13-2吹出，从坡口背面对焊接区域进行气体保护； 所述固定式保护气罩15为长方体，侧面设有进气口15-1，顶面设有圆弧气槽15-2，圆弧气槽15-2内沿焊接方向均匀设有多个出气口15-3；所述固定式保护气罩15的长度L5比长直形待焊工件坡口长30mm，所述固定式保护气罩15的圆弧气槽15-2的宽度L4＞8mm，所述固定式保护气罩15的圆弧气槽15-2的深度h5＞2mm；所述坡口背面保护气体14从其进气口15-1送入，并从其出气口15-3吹出到圆弧气槽15-2内，从坡口背面对焊接区域进行气体保护； 同时，根据待焊工件材质配选焊丝1、坡口正面保护气体7及坡口背面保护气体14，所述坡口正面保护气体7和坡口背面保护气体14为纯Ar或Ar与He混合的惰性气体，或为纯CO2或CO2与Ar混合的活性气体，所述坡口正面保护气体7的流量为20～40Lmin，所述坡口背面保护气体14的流量在使用随动式保护气罩13时为10～20Lmin、在使用固定式保护气罩15时为20～50Lmin； 步骤三、根据步骤一中确定的焊接坡口形式，设定摇动电弧自由成形打底焊工艺参数，具体包括：当焊接坡口为U型横截面坡口9或V型横截面坡口10时，电弧摇动参数中摇动频率为0.5～2.5Hz、摇动角度θ为60～90°、两侧停留时间为1～120ms，电弧能量参数中平均焊接电流为100～180A、平均电弧电压为15～19V、焊接速度Vw为6～15cmmin；当焊接坡口为I型横截面坡口11时，电弧摇动参数中摇动频率为1.0～3.0Hz、摇动角度θ为15～80°、两侧停留时间为1～100ms，电弧能量参数中平均焊接电流为80～150A、平均电弧电压为14～18V、焊接速度Vw为7～26cmmin； 步骤四、打底焊前，通过控制电弧馈电与驱动机构3，带动折弯角度β为8～12°的折弯导电杆5与导电嘴6一起转动，并使折弯导电杆5停转时正好弯向焊接正前方；然后，根据焊接坡口形式调节摇动电弧焊炬到待焊工件的距离，当焊接坡口为U型横截面坡口9或V型横截面坡口10时，导电嘴6下端中心孔到钝边上端9a或10a的距离h1为18～20mm、焊丝1端部到钝边上端9a或10a的距离h2为3～6mm；当焊接坡口为I型横截面坡口11时，导电嘴6下端中心孔到待焊工件上表面11a的距离h3为18～20mm、焊丝1端部到待焊工件上表面11a的距离h4为3～6mm； 步骤五、闭合焊接开关后，摇动电弧焊接系统首先提前送焊接保护气体，然后通过电弧馈电与驱动机构3带动折弯导电杆5、导电嘴6、焊丝1一起做圆弧形往复摇动；接着，引燃焊接电弧8，并使焊接电弧8在焊丝1的牵引下做与折弯导电杆5和导电嘴6相同摇动参数的圆弧形往复式轨迹4摇动，最后焊接小车拖动摇动电弧焊炬沿着焊接方向以焊接速度Vw向前移动，实现采用摇动电弧的自由成形打底焊。

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