電弧增材成形過程電弧及熔滴過渡行為研究.pdf

1、電弧增材成形技術是以電弧作為熱源，以二維模型焊縫的疊加最終成形三維構件的先進制造技術，而以絲極材料作為電極的熔化極弧焊由于其效率高、成本低的優(yōu)勢，近來成為研究熱點。本課題以熔化極氬弧焊、脈沖熔化極氬弧焊、脈沖旁路耦合電弧MIG焊這三種方法研究多層單道成形過程中電弧形態(tài)、熔滴過渡及對焊縫成形的影響。
　　首先，對三種焊接方法不同的熔滴過渡方式對單層及多層焊縫的成形過程的影響做了分析，恒壓源熔化極氬弧焊自由過渡多層焊縫成形最好，但由于

2、熱積累效應嚴重，在多層焊接中焊縫中間向下塌陷，使電弧長度變長，在弧長自調節(jié)作用下，焊接電流變小，熔滴過渡頻率下降、熔滴尺寸增大。恒流源脈沖熔化極氬弧焊多層焊接時一脈一滴的熔滴過渡形式為最優(yōu)選擇，但熱積累效應使焊接電壓不斷增大，造成熔寬在同一層和層與層間都發(fā)生變化。脈沖旁路耦合電弧 MIG焊由于其母材熱輸入很低，熱積累效應不明顯，多層焊接時熔滴過渡形式不會發(fā)生變化。因此熱輸入的控制是多層成形的關鍵。
　　其次，為改善多層焊縫的成形，

3、使用了金屬芯焊絲，對比了該焊絲與普通碳鋼焊絲的射滴過渡臨界電流、熔滴過渡、焊縫成形等方面，結果發(fā)現(xiàn)金屬芯焊絲射滴過渡臨界電流比碳鋼焊絲低30A，熔滴過渡頻率降低，熔滴尺寸增大，電弧底部籠罩面積變小，熱輸入低，這些特點都使金屬芯焊絲更適用于電弧增材成形。在改善起弧端成形特征方面，減小起弧送絲速度并增大起弧電流。由于三種焊接方法的母材熱輸入不同，因此需要選擇寬高比為3或者4的焊縫焊接參數(shù)。為保證穩(wěn)定的材料填充速度，需要保證穩(wěn)定的熔滴過渡行為