外加磁场下的焊接电弧运动分析

从磁场作用下带电粒子的运动出发,运用物理学的知识分析了TIG焊接电弧中的带电粒子分别在横向磁场和纵向磁场中的运动机制及电弧形态.在横向直流磁场中,焊接电弧整体偏向一侧;在横向交变磁场中,焊接电弧呈左右摆动状态;在纵向直流磁场中,焊接电弧中带电粒子作绕轴线的高速螺旋运动,焊接电弧整体呈钟罩型.详细推导TIG焊接电弧中的带电粒子分别在横向直流磁场中的偏转幅度和在纵向直流磁场中的扩展幅度,继而推测整个焊接电弧的实际运动状态,对实际生产过程有一定参考价值.     

外加横向磁场对高速TIG焊缝成形的影响

增加TIG焊接速度可以提高生产率,但由此产生的电弧后拖和阳极斑点滞后使得焊缝产生咬边、驼峰等缺陷.以往常采用加大保护气体流量或增加焊接电流的办法,但焊接速度提高有限.通过加入横向磁场,研究了磁场对高速TIG奥氏体不锈钢管焊接速度、焊接电流、氩气流量的影响规律,对焊缝进行了金相组织观察和扩口试验.结果表明,外加横向磁场能...     

外加横向磁场在焊接中的应用及发展

焊接过程中对焊接电弧施加磁场可以改变电弧运动形态,同样能对熔池金属流动和结晶过程进行控制,这种技术有很广阔的应用和发展空间。对焊接过程中的横向磁场和横向旋转磁场进行了介绍和总结,叙述了它们对焊缝组织的影响。并对横向磁控技术在工业上应用和发展趋势进行了展望和预测。     

磁控TIG高速焊焊缝成形机理

对磁控TIG焊焊缝成形机理进行了理论分析,外加磁场可以改变液态金属表面张力的差值,进而改变熔池的流动方向.当(δ)σ/(δ)T＞0时,焊缝边缘点附近的液态金属向熔池内部流动,焊缝凝固时容易产生咬边;(δ)σ/(δ)T＜0时,液态金属由熔池中心向边缘流动,咬边倾向性很小.分别比较了外加横向直流磁场、横向交流磁场以及纵向交流磁场时的焊接电弧通过焊缝截面的时间.结果表明,外加磁场时TIG焊电弧阳极斑点的有效直径大于无磁场时的电弧阳极斑点有效直径,这将有助于减小表面张力温度系数,从而有助于解决高速焊接时出现的咬边与驼峰等问题.     

轴向磁场对非熔化极焊接电弧的影响

利用设计的轴向磁场产生装置,采用理论与试验相结合的思路,将其作用于非熔化极焊接过程,包括等离子焊接和钨极氩弧焊(TIG)两种焊接方法.利用高速摄像装置观察电弧形态变化,获得并对比两种电弧的变化情况.结果表明,由于等离子电弧本身组成的特殊性,导致其与TIG电弧在同样磁场作用下发生变化的程度不同.然后做出运动受力分析,建立了轴向磁场下的粒子运动模型,由于粒子轴向运动速度的差异性,导致轴向磁场下带电粒子的运动阶段的不同,给出了两者在磁场下不同变化的原因.     

外加横向磁场的异种钢角焊电弧热输入分配

提出对电弧施加横向磁场的方法,通过偏转电弧改变焊缝两侧电弧热分配,从而提升焊缝成形质量.为了掌握外加横向磁场对电弧热输入分配的影响机制,开展了GTAW电弧热输入分配规律研究;建立了外加横向磁场下的异种钢角焊缝GTAW电弧-熔池耦合瞬态三维模型,对电弧温度场、电磁场、流场开展了耦合计算;对比分析了偏转焊枪与外加横向磁场偏转电弧两种电弧热量分配方式;在上述工作的基础上,研究了外加横向磁场偏转电弧方式磁感应强度对熔透形态和电弧热分配的影响规律.结果表明,偏转焊枪方式在角焊中适应性较差,而外加横向磁场偏转电弧可获得更好的焊接质量.相关研究可为此类异种钢角焊的焊接工艺参数优化提供技术支持.     

横向旋转磁场对TIG焊焊缝成形的影响

设计了一种横向旋转磁场发生装置,利用载波和高频调幅波分别控制励磁电流(0～15 A)和励磁频率(50～1 000 Hz)的大小.将该磁场应用于TIG焊,利用磁场的旋转带动TIG焊接电弧的旋转,并以奥氏体不锈钢0Cr18Ni12Mo2Ti为研究对象,重点考察了磁场参数对其焊缝成形的影响规律.分析了横向旋转磁场作用下TIG焊电弧瞬时形态的特点,并根据旋转电弧对工件作用区域的变化特征,论述了横向旋转磁场影响焊缝成形的机理.结果表明,合理设置横向旋转磁场的磁参数可简便、有效地控制焊缝成形,能够满足不同场合的焊接要求.     

外加纵向磁场作用下的TIG焊接电弧

以单粒子理论假设为基础,详细阐述了外加纵向磁场在等离子体中的不均匀分布形态,以及这种不均匀磁场对TIG焊接电弧形状的影响,分析了电弧区的受力情况,建立了等离子体中带电粒子在这种非均匀磁场中的运动方程.由分析可知带电粒子在磁场作用下的运动轨迹是一条汇聚的螺旋线,且等离子弧外围的带电粒子的圆周运动的速度远大于弧柱中心的粒子运动速度.结果表明,在外加纵向磁场的作用下,TIG焊电弧发生了明显的收缩,激磁电流一定,激磁频率越高,电弧收缩越明显.     

窄间隙钨极焊接电弧的磁场控制

为了克服窄间隙效应所引起的工艺困难,可以利用横向磁场使电弧偏转来改善侧壁的熔合情况。本文研究了横向磁场对窄间隙中电弧弧柱中电场分布的影响,测定了磁场参数及焊接规范对侧壁和底板间电流分配率的影响规律,还提出了脉冲焊接电流与横向磁场之间的合理匹配方式。这些将为窄间隙钨极氩弧焊工艺的实际应用创造了条件。     

电磁搅拌对AZ91合金TIG焊接头性能的影响

为了提高镁合金焊接性,外加横向直流磁场下对厚度为5mm的AZ91镁合金板进行TIG焊.通过对其不同磁场电流下所得焊接试样进行抗拉强度和硬度试验,以及焊缝区金相组织分析,系统地研究了磁场电流对焊接接头力学性能和微观组织的影响.结果表明,通过外加横向磁场对熔池进行搅拌,可以使焊缝晶粒得到细化,进而使其抗拉强度和硬度等力学性能得到改善;当磁场电流Im=1.5A时,焊接接头的力学性能达到最大值,此时焊缝硬度85.27 HV,抗拉强度为325.2MPa.     

焊接专家——史耀武

史耀武 ,194 0年生于北京。汉族。中共党员。 1959年北京市第四中学毕业。196 4年西安交通大学毕业 ,毕业后留校任教。 1982年在英国Ａｓｔｏｎ大学冶金与材料工程系获得博士学位。 1985年起任西安交通大学教授。 1984年至 1987年任西安交通大学机械工程系副主任 ;1987年至 1994年任系主任兼机械工程研究所所长。 1990年起任博士生导师 ,并与其他教师一起创建了西安交通大学焊接专业博士点。 1995年调入北京工业大学 ,现任北京工业大学材料科学与工程学院院长。在与教师的共同努力下 ,自 1998年以来先后拥有了材料学科的二级至一级的全部博…     

焊接结构和顺序对焊接残余应力影响研究

采用有限元软件MSC.Marc,对使用高强钢制造的工程机械常用局部加强贴板焊接结构进行焊接残余应力数值模拟计算分析。文中分别对四种不同结构和焊接顺序进行计算,对比分析结果表明:结构拘束和焊接顺序对焊接残余应力有重要影响,局部加强贴板增加结构拘束度,导致焊接残余应力增大;先焊主结构,再焊局部加强贴板,焊接残余应力最大。因此,合适地设计焊接结构和焊接顺序有利于降低结构的焊接残余应力,提高焊接结构的可靠性。     

大型三幅板焊接齿轮的组装与焊接

本钢1700轧机改造项目中的F1、F2大齿轮是迄今为止我厂生产的最大的焊接齿轮.其外形尺寸为1340mm×3740mm.制造执行的是德国西马克SN200技术标准,并首次采用了埋弧自动焊技术,焊后探伤一次通过.     

20钢蒸汽管道氩电联焊焊接工艺

本文分析了对20钢蒸汽管道采用的TIG打底焊、SMAW焊条填充、盖面时的焊接工艺,采用该工艺减少了气孔、夹渣和未焊透等缺陷,提高了焊接接头的射线检验合格率,保证了焊接质量。     

窄间隙埋弧焊焊接曲轴

焊接曲轴是近代曲轴制造工艺中一个重要成就.采用窄间隙埋弧焊方法焊接曲轴,不仅保证了焊缝的强度和刚度,而且节省了材料、降低了焊接应力、减少了焊接缺陷.     

振动焊接改善焊缝的组织

振动焊接是指在焊接过程中根据不同构件施加不同参数的机械振动 ,在振动条件下进行焊接。不难想象 ,在一定频率范围内的轻微振动 ,势必对焊接熔池有一定作用[1] :①当焊缝金属在熔融状态下 ,振动可以使组织发生变化 ,细化晶粒 ,使焊缝的力学性能得到提高 ;②在有温度场作用下 ,     

焊接经验公式在焊接工艺中的应用

本文对于手弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊等焊接方法的焊接电流、电弧电压经验公式进行了对比分析，指出了这些经验公式使用的范围及使用时须注意的问题。实践证明，这些公式简便、实用。     

薄板工字梁焊接变形的控制

大型薄板工字梁抗弯刚性小,焊接变形复杂且多样,变形量控制困难。通过对薄板工字梁焊接变形的原因进行分析,提出了控制其变形的技术措施。实践表明,焊接变形可控制在标准允许范围内。     

水下焊接技术

TWI进行船舶、海上作业和石油、天然气产业的水下焊接研究已超过25年。它的咨询和研发工作涉及耗材、自动化水下焊接和设备等方面。