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文檔簡介
1、熔化極氣體保護焊(GMAW)是一種應用廣泛、工藝簡單且易于實現(xiàn)自動化的高效焊接方法。近年來,許多企業(yè)對進一步提高 GMAW的生產效率提出了需求,其最直接的方式是采用高速焊接。然而,焊接過程中,隨著焊接速度的增加,極易產生咬邊、駝峰焊道及其它焊縫成形缺陷。為了避免高速焊接過程中產生成形缺陷,首先必須對形成這些缺陷的原因進行分析,并依此找出抑制缺陷產生的有效可行方法。本文主要研究熔化極氣體保護焊(GMAW)高速焊接過程中駝峰缺陷的形成機制,
2、并提出抑制的方法。本研究對于高速焊接方法的工程應用具有重要的指導意義。
開展了焊速2 m/min的高速GMAW焊接。通過改變焊接速度、電弧長度、焊接保護氣體等參數(shù),探討了焊接參數(shù)對駝峰缺陷的影響規(guī)律。通過搭建高速攝像系統(tǒng)及激光輔助照明系統(tǒng),觀察了駝峰形成過程。研究表明,電弧下端的“固態(tài)斑點”是駝峰形成的源頭。當“固態(tài)斑點”被電弧下方薄的液體層或者回填的液態(tài)金屬填充,則焊縫成形良好;當“固態(tài)斑點”不斷積聚,就會形成大的“固態(tài)凝固
3、區(qū)”?!肮虘B(tài)凝固區(qū)”既阻止后端液態(tài)金屬的回流、填充,也阻止了前端液態(tài)金屬的向后流動,便形成駝峰谷底,而被其分割的兩段液態(tài)金屬不斷堆積并凝固形成駝峰波峰。高速焊時,隨著速度的提高,熱輸入變小,電弧下方熔化的液體層變薄,在電弧力或者熔滴撞擊力的作用下極易“吹出”或者“撞擊出”上述“固態(tài)斑點”。因此,“固態(tài)斑點”的數(shù)量、電弧下方液態(tài)金屬薄層的面積、“固態(tài)凝固區(qū)”的大小以及回填液態(tài)金屬的流動性決定了駝峰缺陷程度。
基于駝峰缺陷形成機理
4、分析,開發(fā)了可實現(xiàn)高速焊接的GMAW+TOPTIG復合焊接工藝。通過相同焊接條件下常規(guī)GMAW和GMAW+TOPTIG的堆焊試驗,驗證了該復合焊接工藝對駝峰缺陷的抑制作用。即通過TOPTIG的電弧力作用,推動后端液態(tài)金屬的回填,使GMAW電弧下方產生的“固態(tài)斑點”數(shù)量及“液態(tài)金屬薄層”面積變小。通過TOPTIG電弧熱作用,減小后端液態(tài)金屬的表面張力以促進回填液態(tài)金屬的流動性。使回填作用更加明顯。另外TOPTIG的獨特送絲功能也抑制了由于
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