超聲TIG復(fù)合焊槍優(yōu)化及焊接工藝的研究.pdf

1、超聲電弧復(fù)合焊接方法具有壓縮電弧、細(xì)化組織、增大焊縫熔深的優(yōu)勢(shì)，能夠提高焊接質(zhì)量和效率。目前已經(jīng)開展直流焊接、交流焊接、MAG焊接與超聲能量的復(fù)合，這些新型復(fù)合焊接方法都具有傳統(tǒng)焊接方法不具備的優(yōu)勢(shì)。而關(guān)于脈沖 TIG(P-TIG)與超聲能量復(fù)合的研究尚未開展。為了擴(kuò)展超聲復(fù)合焊接的應(yīng)用，研究了超聲脈沖TIG復(fù)合焊接方法(U-P-TIG)。在此基礎(chǔ)上，對(duì)比分析了該方法與超聲TIG復(fù)合焊接方法(U-TIG)，研究了超聲作用效果的異同。試驗(yàn)

2、開展前，為增強(qiáng)超聲作用效果，設(shè)計(jì)了凹球面超聲變幅桿并對(duì)超聲復(fù)合焊槍進(jìn)行了優(yōu)化。
　　設(shè)計(jì)了凹球面超聲變幅桿，并對(duì)原有超聲復(fù)合焊槍進(jìn)行了優(yōu)化。凹球面超聲變幅桿可以顯著提高軸線聲場(chǎng)強(qiáng)度。采用凹球面超聲變幅桿后，焊縫熔深增加程度加大，組織細(xì)化程度增加，細(xì)化區(qū)域擴(kuò)大。設(shè)計(jì)的水冷機(jī)構(gòu)降低了焊接中超聲變幅桿的溫度，延長(zhǎng)了連續(xù)工作時(shí)間。改進(jìn)的導(dǎo)氣裝置提高了氣體保護(hù)效果。
　　對(duì) U-P-TIG焊接方法從電弧形態(tài)與熔池狀態(tài)，超聲參數(shù)、焊接參

3、數(shù)影響以及接頭微觀組織與力學(xué)性能四個(gè)角度進(jìn)行了深入研究。研究結(jié)果表明：超聲在基值電流時(shí)段對(duì)電弧壓縮明顯，峰值電流時(shí)僅對(duì)電弧上半部分壓縮，電弧下半部分稍有擴(kuò)展；超聲的加入使熔池中心劇烈震蕩，改變了原有熔池的流動(dòng)狀態(tài)。隨超聲功率、峰值電流、基值電流、占空比的增加，超聲作用效果增強(qiáng)，但熔深增加程度與組織細(xì)化程度各不相同，相同脈沖頻率下加超聲的焊縫組織比不加超聲的組織細(xì)化。超聲在熱輸入較大時(shí)作用效果明顯，分析認(rèn)為熱輸入量大使熔池持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，超

4、聲作用時(shí)間延長(zhǎng)。接頭組織和力學(xué)性能對(duì)比分析表明，超聲使焊縫中心等軸晶區(qū)擴(kuò)大，兩個(gè)疊加熔池之間的柱狀晶被削弱，組織的改變對(duì)貧鉻現(xiàn)象有所改善，同時(shí)超聲的加入使接頭抗拉強(qiáng)度和延伸率都有提高。
　　最后研究了U-TIG焊與U-P-TIG焊兩種不同焊接形式中超聲作用的特點(diǎn)。研究結(jié)果表明：U-TIG焊接中，大電流和小電流條件下超聲都能明顯壓縮電弧，U-P-TIG焊接中，在峰值電流結(jié)束和基值電流持續(xù)時(shí)間內(nèi)超聲對(duì)電弧有壓縮作用；U-TIG與U-P