單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接方法初步研究.pdf

1、本文提出一種新的焊接熱源形式“單電源單面串聯(lián)雙電弧”，為了了解該電弧焊接物理特性，從工作機理、電弧形態(tài)、電弧靜特性、熱源特性、成形規(guī)律等方面對單電源單面串聯(lián)雙弧進(jìn)行了初步的研究。
　　首先建立了單面串聯(lián)雙TIG電弧焊接實驗平臺，主要由焊接電源、工作臺、雙焊槍夾持裝置、運動控制裝置以及測試裝置等組成。改變以往電弧焊都以焊槍和工件分別作為正負(fù)極的傳統(tǒng)，采用兩把常規(guī) TIG焊槍分別接到焊接電源正負(fù)輸出端，工件不接電源。焊接時，工件作為過

2、渡，電流沿著焊槍1到工件然后到焊槍2，這樣可以在焊槍1與工件之間，焊槍2與工件之間分別建立一個電弧。這兩個電弧是串聯(lián)的，從而形成“單電源單面串聯(lián)雙TIG電弧”。
　　利用CCD圖像采集系統(tǒng)對串聯(lián)雙弧形態(tài)進(jìn)行了觀察分析，串聯(lián)雙弧可以穩(wěn)定燃燒，鎢極接負(fù)電弧是收縮，鎢極接正電弧是發(fā)散的，兩個電弧是相互排斥的。電流和弧間距對電弧形態(tài)影響較大。
　　對串聯(lián)雙弧靜特性進(jìn)行了測量，串聯(lián)雙弧的總電壓達(dá)到25伏左右，表明同等電流情況下，串聯(lián)雙

3、弧功率是傳統(tǒng)單弧的兩倍，串聯(lián)雙弧對工件能產(chǎn)生更大的熱輸入。
　　采用有限元方法對串聯(lián)雙弧焊接工件的熱過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，研究結(jié)果表明在同等電流下，串聯(lián)雙弧熔深比單弧要大。
　　最后對串聯(lián)雙弧工藝特性進(jìn)行了初步研究，對比了串聯(lián)雙弧和傳統(tǒng)單弧在焊縫成形上的特點，研究了電流和弧間距對成形的影響。在低碳鋼和不銹鋼工件上焊接結(jié)果表明，同等電流情況下，串聯(lián)雙弧要比傳統(tǒng)單弧熔深要深。
　　本文的研究結(jié)果表明，單面串聯(lián)雙弧是一種穩(wěn)定的