薄板鋁合金VPPA平焊工藝.pdf

1、鋁合金的變極性等離子弧焊接方法與其他熔化焊接方法相比,具有能量集中、電弧挺度大、一次穿透深度大、焊后變形小等特點,在不開坡口的情況下能實現(xiàn)單面焊雙面成形,已成功應(yīng)用于航天飛機外儲箱等產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)上,是一種有著廣泛應(yīng)用前景的焊接方法。本文試驗所用設(shè)備包括變極性等離子弧焊接電源、等離子弧焊槍、送絲系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、半自動焊接小車、電弧力傳感器以及漢諾威焊接質(zhì)量分析儀等。焊接主電源通過雙逆變技術(shù),輸出恒流外特性。其中一次逆變控制電路通過PWM

2、(定頻率調(diào)脈寬)和PFM(定脈寬調(diào)頻率)聯(lián)合控制方法對主電源的IGBT驅(qū)動進(jìn)行控制;二次逆變以80C196KC單片機為控制核心,輸出變極性電流。通過單片機程序可獨立調(diào)節(jié)正反極性電流的幅值及正反極性時間比等參數(shù)。本文對鋁合金薄板采用變極性等離子弧平焊工藝試驗,分析了在變極性等離子焊接過程中的焊接電流,離子氣流量,送絲速度等焊接參數(shù)對焊縫成形的影響,鋁合金VPPA焊接工藝中焊接電流是影響焊縫成形的關(guān)鍵因數(shù)。離子氣流量主要影響等離子電弧力和電

3、弧電壓。送絲速度,鎢極內(nèi)縮量,噴嘴孔徑以及焊接速度等焊接參數(shù)也對熔池的穩(wěn)定存在以及焊縫成形有重要影響,這些參數(shù)中任一參數(shù)的改變都會對焊接熔池中熱和力的平衡產(chǎn)生影響。實時保持熔池上“熱”和“力”的平衡是VPPA焊接焊縫穩(wěn)定成形的條件。采取合理的工藝參數(shù)及控制措施,是建立穩(wěn)定的熔池,實現(xiàn)良好的焊縫成形的重要前提。經(jīng)過大量試驗得出3mm厚鋁合金試件VPPA焊接最佳參數(shù)為:正極性電流84A,反極性電流110A,離子氣流量3L/min,送絲速度1

4、76cm/min,焊接速度35cm/min,鎢極內(nèi)縮量2mm。分析了變極性等離子電弧的力學(xué)特性以及薄板鋁合金VPPA焊縫成形穩(wěn)定性。對VPPA焊接中焊接電流,離子氣流量等焊接參數(shù)對等離子電弧力的影響規(guī)律進(jìn)行了測試分析,為薄板鋁合金VPPA焊接參數(shù)的選擇提供了理論依據(jù)。分析得出隨著電流增加,等離子弧中心壓強的增大倍數(shù)略小于電流增加倍數(shù)的平方值,離子氣流量與等離子電弧壓力基本呈正比例關(guān)系。運用漢諾威焊接質(zhì)量分析儀對焊接電流,電壓,電壓概率密