不銹鋼分離電弧AA-TIG焊氧元素過(guò)渡行為研究.pdf

1、活性焊接方法自問(wèn)世以來(lái)，以其能大幅增加焊縫熔深，提高焊接生產(chǎn)效率等優(yōu)點(diǎn)受到人們廣泛重視，對(duì)于活性焊的研究主要集中在活性劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用、新型高效活性焊接方法的研究以及活性焊增加熔深機(jī)理研究等方面。目前對(duì)活性焊增加熔深機(jī)理的研究結(jié)果表明：焊接材料不同時(shí)，活性劑所起的作用也不盡相同，對(duì)于鐵系合金及不銹鋼而言，由于加入活性劑時(shí)熔池金屬的表面張力溫度系數(shù)由負(fù)變正，使熔池中形成以內(nèi)對(duì)流為主的流動(dòng)形式，從而使熔深顯著增加，而對(duì)于鋁、鎂等輕金屬及其合金

2、，電弧收縮是其熔深增加的主要原因。
　　 AA-TIG焊(ArcassistedActivatingTIGWelding)是在A-TIG焊的基礎(chǔ)上提出的，該方法通過(guò)焊前采用輔助電弧預(yù)熔形成一道表面氧化層，該氧化層可起到A-TIG焊中活性劑的作用使熔深增加。相比于A-TIG焊而言，AA-TIG焊不但省去了活性劑的開(kāi)發(fā)，而且可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動(dòng)化，使焊接效率明顯提高。本文選用SUS304奧氏體不銹鋼(0Cr18Ni9)作為母材，輔助電

3、弧采用Ar+O2作為活性保護(hù)氣體，研究了輔助電弧工藝參數(shù)對(duì)預(yù)熔氧化層的厚度和AA-TIG焊縫形貌的影響，獲得了焊接工藝參數(shù)對(duì)預(yù)熔氧化層厚度以及焊縫深寬比的影響規(guī)律，并對(duì)預(yù)熔氧化層的成分以及熔池中的氧元素進(jìn)行了分析，建立了氧元素從保護(hù)氣氛到預(yù)熔氧化層以及氧元素從預(yù)熔氧化層到熔池的過(guò)渡模型。
　　 焊接工藝試驗(yàn)結(jié)果表明，輔助電弧中氧氣流量、輔助電弧電流以及速度對(duì)焊縫深寬比影響較大，隨著輔助電弧中氧氣流量的增加、輔助電弧線能量的增加，

4、焊縫深寬比先增加后減小。通過(guò)對(duì)預(yù)熔氧化層進(jìn)行EPMA、XRD分析，結(jié)果表明預(yù)熔氧化層中主要含有硅、錳、鉻元素的氧化物，F(xiàn)eO主要存在于預(yù)熔層金屬中。
　　 在AA-TIG焊熔深增加機(jī)理方面，通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證預(yù)熔氧化層在增加熔深方面的作用，研究了預(yù)熔表面氧化層對(duì)主電弧電壓以及焊縫熔深的影響，結(jié)果表明預(yù)熔表面氧化層對(duì)于AA-TIG焊熔深增加的作用并不明顯，而存在于預(yù)熔金屬中的FeO是影響AA-TIG焊增加熔深的主要因素。