焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接方法研究.pdf

1、超窄間隙焊接具有比窄間隙焊接更加突出的各項優(yōu)點。研究表明，采用超窄間隙焊接技術(shù)可以完全避免細(xì)晶粒鋼焊接熱影響區(qū)軟化的出現(xiàn)，獲得與細(xì)晶粒鋼等強匹配的焊縫。在管道焊接中采用超窄間隙焊接，還可以使管道內(nèi)側(cè)接頭區(qū)的焊接殘余應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力，從而使應(yīng)力腐蝕的問題得到根本解決。然而，超窄間隙焊接時過窄的間隙寬度無法使電弧通過自調(diào)節(jié)作用維持自身穩(wěn)定性而沿側(cè)壁發(fā)生攀升。為了實現(xiàn)超窄間隙焊接，本文從約束電弧的角度出發(fā)對超窄間隙焊接進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要內(nèi)容分

2、為以下五部分。 第一部分通過分析常規(guī)窄間隙焊接時電弧對側(cè)壁的加熱作用，提出了利用焊劑片對電弧進(jìn)行約束以實現(xiàn)超窄間隙焊接的方法。通過進(jìn)行超窄間隙焊接試驗，得到了用以預(yù)測獲得成形良好的焊接參數(shù)匹配關(guān)系式，以及滿足焊縫成形良好的電壓與電流范圍。此外，利用該技術(shù)焊接細(xì)晶粒鋼時，可以完全避免熱影響區(qū)軟化的現(xiàn)象。試驗也同時表明，由于焊劑片約束電弧超窄間隙焊接方法存在清理焊渣時易導(dǎo)致焊劑片從側(cè)壁剝離等問題，因而該方法不宜應(yīng)用于實際生產(chǎn)?；诤?/p>

3、劑片約束電弧的原理又提出了焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接方法。設(shè)計了相應(yīng)的超窄間隙焊槍，并通過一系列試驗開發(fā)了合適的焊劑帶制作方法，從而為進(jìn)一步研究焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接奠定了基礎(chǔ)。 第二部分對焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接氣保護(hù)方法進(jìn)行了研究，通過試驗和分析表明，在以細(xì)扁管底部垂直送氣、細(xì)扁管兩側(cè)傾斜送氣及粗扁管單側(cè)傾斜送氣三種氣保護(hù)方法中，粗扁管單側(cè)傾斜送氣最好，它可以避免導(dǎo)氣管燒損、減輕保護(hù)區(qū)氣體紊流。利用設(shè)計的氣保護(hù)試驗裝置

4、找到了不同噴嘴截面所對應(yīng)的最佳氣流量。 第三部分采用平板堆焊試驗，在不同焊接參數(shù)下對電弧攝像并測量約束參數(shù)，分析了焊接參數(shù)改變時電弧對焊劑帶加熱效果的影響及焊劑帶作用長度的變化。在不同約束參數(shù)下，通過測量電弧長度和寬度，焊縫熔深和熔寬，分析了不同約束參數(shù)對電弧形態(tài)和電弧加熱特性的影響。從而為認(rèn)識超窄間隙焊接時焊劑帶約束電弧的機理提供了理論依據(jù)。另外，分析了超窄間隙中焊劑帶約束電弧的加熱特性。 第四部分通過同步采集焊接電壓

5、波形與焊劑帶電壓波形，分析了焊劑帶在其約束電弧中的位置與其電位的相關(guān)性。同時，還對焊劑帶熔化后向熔池的過渡方式及兩焊劑帶電壓波形進(jìn)行了分析。此外，還分析了超窄間隙中不同電弧約束效果所對應(yīng)的焊劑帶電壓波形特征。 第五部分進(jìn)行了焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接的試驗。結(jié)果表明，利用焊劑帶約束電弧的方法可以獲得側(cè)壁熔合良好的超窄間隙焊縫。通過分析超窄間隙焊接時焊劑帶在電弧區(qū)的不同位置對約束電弧的影響，得到了焊劑帶在電弧區(qū)可有效約束電弧的位置