超聲-TIG電弧物理特性及焊接工藝研究.pdf

1、TIG焊是一種高質(zhì)量的焊接方法，可以得到優(yōu)良的焊縫成形，但是單道熔深淺、焊接效率低。超聲-TIG焊接方法可以有效彌補普通TIG焊的不足。為進一步發(fā)掘此方法的優(yōu)勢，本文針對系統(tǒng)中尚未完善的部分進行了改進，研究了超聲-TIG物理特性及焊接工藝，并對超聲-TIG電弧收縮機理進行了初步探討。
　　首先利用有限元軟件對復合焊炬進行了優(yōu)化，分別確定了變幅桿輻射端、冷卻機構及工具頭形式和尺寸的最佳方案，滿足了超聲振動系統(tǒng)諧振及焊接的要求。改進后

2、的焊炬系統(tǒng)具備優(yōu)良的協(xié)調(diào)性、穩(wěn)定性、可靠性及實用性。
　　以聲壓強度為研究對象，測定了不同溫度、不同種類傳播介質(zhì)中的輻射聲場分布，確定了聲場諧振模式。采集了超聲-TIG電弧壓力、靜特性及溫度場分布。試驗表明超聲-TIG電弧壓力明顯提高，電弧顯著收縮，靜特性曲線中的電壓值皆處于較高水平。同電流下的超聲-TIG焊可以實現(xiàn)對焊件更大的熱輸入，焊后冷卻速率有所增加。由于熱量的定向傳遞特點，超聲-TIG焊熱輸入增大并未導致熱影響區(qū)熱輸入量的

3、增加，這對于減輕熱影響區(qū)晶粒長大程度，提高接頭性能有著積極的作用。
　　試驗研究了超聲-TIG復合焊接工藝。采用匹配良好的工藝參數(shù)進行了304不銹鋼板的對焊試驗。結(jié)果證明了超聲-TIG焊可以在更小的規(guī)范下實現(xiàn)單面焊雙面優(yōu)良成形。熔透情況下，超聲-TIG焊縫中心出現(xiàn)較大區(qū)域的等軸晶、焊縫邊緣區(qū)柱狀晶得到細化、熔寬和熔化面積大大減小、熔合區(qū)寬度變窄、δ鐵素體相分布更為均勻。力學性能測試顯示，超聲-TIG焊接接頭抗拉強度、塑性皆優(yōu)于普通