水下局部干法藥芯焊絲脈沖焊電弧行為模擬研究.pdf

1、隨著我國建設(shè)“海洋強(qiáng)國”戰(zhàn)略目標(biāo)的持續(xù)推進(jìn)，大型海洋工程技術(shù)與裝備被列為優(yōu)先發(fā)展的主題，水下焊接技術(shù)作為海洋工程裝備技術(shù)中重要的組成部分，對于海洋資源開發(fā)建設(shè)發(fā)揮著極其重要的支撐作用。為此，我們嘗試采用藥芯焊絲脈沖MAG焊進(jìn)行水下局部干法的全位置焊接操作。同時(shí)考慮到焊工在利用排水罩進(jìn)行焊接操作時(shí)，焊槍保護(hù)嘴會對焊工的視線造成遮擋，本課題嘗試通過設(shè)計(jì)專門的局部干法焊接模擬裝置取代焊槍保護(hù)嘴來實(shí)現(xiàn)保護(hù)效果。
　　為了探索局部干法藥芯焊

2、絲脈沖MAG焊在全位置焊接過程中的可行性，根據(jù)藥芯焊絲脈沖MAG焊在不同焊接位置的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)搭建了局部干法焊接模擬試驗(yàn)系統(tǒng)，包括焊接電源、送絲系統(tǒng)、局部干法焊接模擬裝置、電信號采集和高速攝像系統(tǒng)。另外選取了全位置中典型的平焊和仰焊位置進(jìn)行試驗(yàn)，研究不同的焊接工藝參數(shù)對焊接過程中的電弧形態(tài)、熔滴過渡形式和焊縫成形等的影響規(guī)律。
　　在平焊焊接位置，隨著焊接電流的上升，電弧根部直徑逐漸減小，電弧與工件的接觸直徑逐漸增大，弧長逐漸變短，

3、熔滴過渡形式由多脈一滴的大滴過渡轉(zhuǎn)變?yōu)橐幻}多滴的射滴過渡，在190A時(shí)得到理想的一脈一滴的過渡形式。隨著導(dǎo)電嘴到工件之間距離的增加，焊接電弧由鐘罩形變成了長而發(fā)散的束狀，當(dāng)導(dǎo)電嘴到工件的距離為15mm時(shí)，熔滴過渡表現(xiàn)為正常的一脈一滴的過渡形式。當(dāng)電極前傾時(shí)，電弧向熔池正前方傾斜，隨著焊槍角度的減小，焊接電弧由鐘罩形變?yōu)殚L而發(fā)散的束狀，液態(tài)熔滴受電弧力的水平分力的影響，一旦沖出熔池，就會落在焊縫正前方形成飛濺。
　　在仰焊焊接位置，

4、為了防止焊接熱輸入過大，焊接工藝參數(shù)明顯偏低，在焊接電流為165A時(shí)，熔滴過渡保持在穩(wěn)定的兩脈一滴形式。通過對比不同焊接速度下的焊縫外觀，可以得到與焊接電流165A最匹配的焊接速度為6mm/s。當(dāng)導(dǎo)電嘴到工件之間的距離在15-25mm的范圍內(nèi)時(shí)，焊道均勻一致，焊縫表面成形良好。當(dāng)電極前傾時(shí)，隨著焊槍角度的減小，焊接電弧力在豎直方向上的分力逐漸減小，水平電弧分力逐漸增大，當(dāng)焊槍與水平面夾角下降到60°時(shí)，下落的熔滴和脫離焊縫金屬的液態(tài)金屬