電弧增材成形過(guò)程電弧及熔滴過(guò)渡行為研究.pdf

1、電弧增材成形技術(shù)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(gòu)件的先進(jìn)制造技術(shù)，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(shì)，近來(lái)成為研究熱點(diǎn)。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(guò)程中電弧形態(tài)、熔滴過(guò)渡及對(duì)焊縫成形的影響。
　　首先，對(duì)三種焊接方法不同的熔滴過(guò)渡方式對(duì)單層及多層焊縫的成形過(guò)程的影響做了分析，恒壓源熔化極氬弧焊自由過(guò)渡多層焊縫成形最好，但由于

2、熱積累效應(yīng)嚴(yán)重，在多層焊接中焊縫中間向下塌陷，使電弧長(zhǎng)度變長(zhǎng)，在弧長(zhǎng)自調(diào)節(jié)作用下，焊接電流變小，熔滴過(guò)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(shí)一脈一滴的熔滴過(guò)渡形式為最優(yōu)選擇，但熱積累效應(yīng)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(yīng)不明顯，多層焊接時(shí)熔滴過(guò)渡形式不會(huì)發(fā)生變化。因此熱輸入的控制是多層成形的關(guān)鍵。
　　其次，為改善多層焊縫的成形，

3、使用了金屬芯焊絲，對(duì)比了該焊絲與普通碳鋼焊絲的射滴過(guò)渡臨界電流、熔滴過(guò)渡、焊縫成形等方面，結(jié)果發(fā)現(xiàn)金屬芯焊絲射滴過(guò)渡臨界電流比碳鋼焊絲低30A，熔滴過(guò)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(diǎn)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(guò)渡行為