金屬粉芯型藥芯焊絲熔滴過渡及飛濺的試驗研究.pdf

1、金屬粉芯型藥芯焊絲已經(jīng)廣泛應(yīng)用于橋梁、船舶、航空航天、管道等領(lǐng)域。但是目前有關(guān)金屬粉芯型藥芯焊絲的研究報道主要在其工藝性方面，對其電弧物理特性的研究卻少見報道。電弧物理特性是指焊接過程中所表現(xiàn)出來的多種物理特性的過程，包括熔滴過渡模式、熔滴過渡機理、電弧行為及電弧參數(shù)特征等，是指導(dǎo)焊接材料工藝性能和提高焊接材料質(zhì)量的最重要的理論之一，也是實現(xiàn)科學和定量評價焊接材料工藝性的必要理論基礎(chǔ)。目前對電弧物理特性的研究主要集中在熔滴過渡、焊接飛濺

2、以及焊接電參數(shù)特征的研究，并結(jié)合電參數(shù)特征利用數(shù)學方法建立模型來表征焊接過程穩(wěn)定性、熔滴過渡的穩(wěn)定性以及飛濺的嚴重性。
　　 本文以市售的兩種不同金屬粉芯型藥芯焊絲為研究對象，借助高速攝影技術(shù)、漢諾威弧焊分析儀、焊接飛濺試驗、數(shù)值計算等方法，對不同電壓下的金屬粉芯型藥芯焊絲的電弧物理特性進行分析研究。
　　 研究結(jié)果表明：金屬粉芯型藥芯焊絲在預(yù)設(shè)電參數(shù)下的熔滴過渡形式為：短路過渡、排斥過渡、細顆粒過渡、射滴過渡、爆炸過渡

3、。短路過渡時，電流電壓較小，熔滴尚未長大脫落就與熔池接觸，形成液橋，液橋處電流增大，電磁收縮力隨之增大，在電磁收縮力和熔池表面張力的共同作用下向熔池過渡。
　　 排斥過渡時作用于熔滴底部的斑點壓力阻礙熔滴的過渡，使得熔滴長時間在焊絲端部長大，導(dǎo)致排斥過度時熔滴較大，且偏離焊絲軸線、過渡頻率較低、飛濺較大、電弧穩(wěn)定性差，整個過程熔滴不停地在焊絲端部擺動同時熔池也是在不停地翻滾。
　　 細顆粒過渡、射滴過渡時電壓的增大使促進

4、熔滴過渡的等離子流力和電磁收縮力增大并成為主導(dǎo)力，阻礙熔滴過渡的表面張力減小，這些變化促使熔滴還未長大就已經(jīng)過渡到熔池中。細顆粒過渡、射滴過渡時熔滴過渡頻率較快、熔滴細小、焊縫成形良好、焊絲熔化效率高，且射滴過渡時整個過程中電弧呈鐘罩狀一直罩住整個熔滴直到過渡到熔池。
　　 爆炸過渡是因為熔滴內(nèi)部氣體急劇膨脹導(dǎo)致熔滴爆炸而發(fā)發(fā)生的過渡形式。
　　 金屬粉芯型藥芯焊絲的飛濺形式主要為：氣泡放出型飛濺、電弧力引起的飛濺、熔滴

5、爆炸引起的飛濺、縮頸飛濺、電爆炸飛濺。
　　 通過對電弧電壓近似熵值以及近似熵標準偏差值的計算來表征熔滴過渡的穩(wěn)定性，結(jié)果表明：電弧電壓瞬時值平均近似熵越大，近似熵標準差越小，熔滴過渡過程越穩(wěn)定。
　　 以平均電壓、大電流概率密度和、大電壓概率密度和、電壓變異系數(shù)為指標，利用單因變量偏最小二乘回歸法建立數(shù)學模型表征飛濺的嚴重性，結(jié)果表明：平均電壓值越小、大電壓概率密度和越大、大電流概率密度和越大、電壓變異系數(shù)越大則飛濺越