双电极焊条单弧焊工艺

介绍了双电极焊条单弧焊工艺.该工艺工件不接电源,电弧在双电极焊条相互绝缘的两个焊芯之端部形成,电弧可在离工件不同距离的空间进行引弧和燃烧,两极性斑点分别在两焊芯上,主要利用熔滴携带热量和弧柱热量熔化母材.双电极焊条两芯间距是控制电弧电压的最重要因素,焊接时调节双电极焊条与工件间距离对电弧电压影响很小,随焊接电流增大,电弧电压略有升高.用药皮重量系数为45.6%的2×Ф4 mm钛钙型双电极焊条,在两芯间距为1.2～1.7 mm,焊接电流为180～220 A的条件下进行焊接可获得具有良好焊缝成形和力学性能的焊缝.     

双电极焊条单弧焊的熔化特性Ⅰ.双电极焊条的加热和熔化

通过测量双电极焊条的动态温升等试验方法研究了双电极焊条单弧焊中双电极焊条的加热和熔化.研究结果表明,双电极焊条的熔化系数随焊接电流的增大、药皮重量系数和焊芯间距的减小而增大,是单芯焊条的2～3倍.加热和熔化双电极焊条的能量有焦耳效应产生的电阻热、电弧通过熔滴传给焊条端部的热;焊条的熔化主要依靠电弧的热量.在焊接终了时,随焊接电流增大,焊芯温度升高增大;对于200 A的焊接电流,TF4303焊条的温度升高到750 K以上;TE308-16焊条具有更大的温升和更快的熔化速度.电弧热在焊条上所形成的温度场一般集中在焊条燃烧的端部16 mm以内.由于电阻热的作用,焊接终了时的熔化速度比焊接开始时快了约20%.     

双电极石墨型堆焊焊条及单弧焊工艺研究

介绍了双电极焊条单弧焊工艺,研究了双电极石墨型堆焊焊条。由于石墨型焊条药皮中含有大量的石墨与合金元素,焊条药皮具有导电性,在对石墨型双电极焊条施加电压时,焊条易被击穿。因此,重点研究了双电极之间电阻及焊芯间距对双电极焊条电弧形态、电弧电压及对焊缝成形的影响。试验采用云母片作绝缘剂,用水玻璃粘接。试验结果表明,对于药皮重量系数为58.7%的2×4mm石墨型双电极焊条,在两芯间距为1.4～1.7mm,焊接电流为180～220A的工艺条件下进行焊接,焊缝成形、力学性能较好。     

焊条典型熔滴过渡形态的判读

粗熔滴短路过渡,渣壁过渡,爆炸过渡和喷射过渡是焊条的基本过渡形态.过去一直采用光电示波器记录的电弧电压、焊接电流波形图,定性地描述熔滴过渡的一般特征,不可能进行精确的定量分析.通过对汉诺威弧焊质量分析仪获取的焊条四种典型熔滴过渡形态的电弧电压、焊接电流概率密度分布图的特征和短路时间t1、燃弧时间t2、加权燃弧时间t3和过渡周期tC的数据进行统计分析,可精确地描述焊条熔滴过渡形态的电弧物理特征,并能够判别焊条熔滴过渡形态.为焊条熔滴过渡形态的判定提供了一种新方法.     

双熔敷极耐磨堆焊焊条焊接稳定性的分析

针对φ4.0 mm的双熔敷极耐磨堆焊焊条电弧焊中焊条参数与焊接工艺参数对焊接稳定性的影响进行了研究.结果表明,双熔敷极耐磨堆焊焊条电弧焊电弧电压主要由焊条的双芯间距决定,并受到熔滴过渡、电弧吹力等因素的影响,双芯间距太小或者太大都不利于焊接稳定,当双芯间距为1.0mm时,电弧电压为33 V左右,焊接稳定性优良;药皮重量系数为45％～ 56％时,保护效果较好,冶金反应充分,焊接稳定,熔覆层硬度HHRc＞6 200 MPa;焊接电流选择180～200 A为宜,这比传统同规格耐磨堆焊焊条焊接电流大且可调范围窄;焊条与工件间的距离为7 mm时,焊接稳定性较好,焊缝与母材熔合良好.     

不锈钢焊条熔滴过渡及其影响因素研究

采用水中收集熔滴、平板堆焊、高速摄影等试验方法,研究了典型不锈钢要熔滴过渡特性及其影响因素。结果表明,熔滴过渡指数为优化值时,焊条熔滴呈渣壁过渡形态,焊条的综合工艺性最佳;药皮中的ＳｉＯ２细化熔滴作用最强,增大药皮厚度和焊接电流均使熔滴细化,但受焊条工艺性制约;熔滴反应区的渗Ｓｉ反应亦有利于细化熔滴,但受焊缝最高含Ｓｉ量的限制;焊接熔渣的碱度、组成物及含量对熔滴过渡特性亦有一定的影响,提出了“焊条     

焊接电流对E308不锈钢焊条熔滴过渡特性的影响

采用水中收集熔滴试验方法,研究了焊接电流对典型Ｅ３０８不锈钢焊条熔滴过渡特性的影响。结果表明,焊接电流增大时焊条熔滴质量比减小,熔滴过渡频率增高,熔滴平均质量减小;药皮组成物不同的Ｅ３０８－１６型焊条,焊接电流变化时,熔滴过渡指数的变化有一定的差异;在所试的３种焊条中,Ａ焊条熔滴过渡指数的综合评价最佳;提出了“焊条熔滴质量比转变电流”和“焊条熔滴本质质量比”概念。     

焊接电流对E308不锈钢焊条熔滴过渡性的影响

采用水中收集熔滴试验方法,研究了焊接电流对典型Ｅ３０８不锈钢焊条熔熵过渡特性的影响。结果表明,焊接电流增大时焊条熔滴质量比减少,熔滴过渡频率增高,熔滴平均质量减小;药皮组成物不同的Ｅ３０８－１６型焊条,焊接电流变化时,熵滴过渡指数的变化有一定的差异;在所试的３种焊条中,Ａ焊条溶滴过渡指数的综合评价最佳;提出了“焊条熔滴质量比转变电流”和“焊条熔滴本质质量比”概念。     

TiO2对不锈钢焊条熔滴过渡及工艺质量的影响

采用水中惧熔滴、平板堆焊等试验方法,研究了药皮中的ＴｉＯ２对Ｅ３０８不锈钢焊条 过渡及工艺质量的影响。药皮中的ＴｉＯ２对熔滴区的渗硅增氧反应有促进作用,还可能影响电弧中氢分压ＰＨ２变化;药皮中金红石和钛锪矿比值增大导致熔滴粗化;药皮中长石和钛铁矿以及Ｆｅ２Ｏ３和钛铁矿比值增大均导致熔滴细化;药皮中ＴｉＯ２顷焊条工艺质量的影响主要受熔滴过渡行为的控制。     

不锈钢焊条工艺稳定性判定的新方法

由于不锈钢焊芯特殊的热物理性质，不锈钢焊条的工艺质量一直为人们所关注。焊条渣壁过渡形态的倾向大小是衡量不锈钢焊条工艺质量的主要标志，传统的光电示波器得到的电弧电压、焊接电流波形图只能定性判断熔滴过渡形态，利用汉诺威弧焊分析仪对不锈钢焊条的焊接电参数进行测试分析，结果发现不锈钢焊条渣壁过渡倾向大小与短路概率n(U)、电弧重燃高电压概率n(Ur)、测试时间内的短路次数N(t1)有关，据此建立了不锈钢焊条统计的特征信息对应关系图，为准确判断不锈钢焊条熔滴过渡形态和科学评价不锈钢焊条工艺稳定性提供了新方法：     

X80管线钢焊条电弧焊接头组织与耐蚀性分析

利用双熔敷极焊条电弧焊技术对X80管线钢进行了焊接,并在焊接接头成分、组织及耐蚀性方面与传统焊条电弧焊进行了对比分析.结果表明,双熔敷极焊条电弧焊技术熔敷效率高,但受其结构及药皮重量系数的影响焊缝中合金元素的含量比普通焊接焊缝的低,且焊缝中多边形铁素体含量较高,另一方面由于对母材的热输入较低,使得其粗晶区组织较为细小,这有利于其性能的提高;对0.5 M Na₂CO₃-1 M NaHCO₃溶液及通饱和CO₂的NACE A溶液中的耐蚀性研究发现,焊缝及粗晶区耐蚀性均差于母材,且采用双熔敷极焊条电弧焊技术有利于提高焊缝及粗晶区的耐蚀性.     

Metal transfer and arc behaviour of novel consumable and non-consumable electrode indirect arc droplet welding

Abstract

The consumable and non-consumable electrode indirect arc droplet welding is a novel method that applies an indirect arc generated between a consumable electrode and a non-consumable electrode to welding. It was successfully used to overlap join the thin zinc coated steel plate. In the point to point (consumable electrode and non-consumable electrode) configuration, the stable metal transfer was obtained. The globular, projected spray and streaming spray transfer modes were promoted. With the increase in welding power, the metal transfer became faster and more stable. At the same time, the indirect arc became brighter, smaller and more stable. The arc self-regulation guaranteed the stable burning of the indirect arc. The desire stability was observed from the fluctuation of the welding current and the arc voltage waveforms. The side concentrated melting on the root of the droplet produced high pinch effect, which facilitated the detachment of the droplet.     

熔化极脉冲焊熔滴过渡合理形式的研究

本文利用高速摄影机和示波器研究了钢焊丝熔化极脉冲焊的各种熔滴过渡形式,试验是在平焊和仰焊位置进行的。作者指出虽然一脉冲一滴和一脉冲多滴的过渡形式在平焊和仰焊位置都能提供稳定而有力的轴向熔滴过渡,但前者只能在很窄的焊接规范区存在,而后者有较宽的焊接规范区间。因此一脉冲多滴的过渡形式是更合理的。熔化极脉冲焊存在两个区分不同熔滴过渡区的临界电流。第一个称为“临界脉冲过渡电流”它是一脉冲过渡一滴的下限电流。第二个称为“临界跳弧电流”,它是一脉冲过渡多滴的下限电流。文中还对熔化极脉冲焊的电弧形态与熔滴过渡形式的关系进行了研究和讨论。发现一脉冲多滴过渡的产生过程总是伴随着“跳弧”现象,亦即附着在熔滴端面上的烁亮弧根突然上跳到缩颈的根部。这种跳弧现象在一定的脉冲电流幅值和相应的脉冲电流时间产生。在通常的熔化极气电焊中,当由颗粒过渡转变到射流过渡时也出现这种跳弧现象。实质上,常规的熔化极气电焊过程的临界电流就是连续电流下的临界跳弧电流。下面的现象可说明这一点,在熔化极脉冲焊过程中,当延长脉冲电流时间时,临界跳弧电流将逐渐接近常规熔化极气电焊的射流过渡临界电流。在一脉冲一滴和一脉冲多滴的过渡过程,在脉冲电流停止后还能出现熔滴脱离的现象,这可能是由于焊条熔化金属运动的惯性和焊条端头上金属细液柱的失稳现象所引起的。     

Stability of droplets in gas metal arc welding

Abstract

A method is developed to compute the stability of droplets detaching from the consumable electrode in gas metal arc welding. An aluminium electrode is used as the model system. Theoretical predictions and supporting experiments are used to ascertain the rate of transfer of droplets for a range of current encompassing globular and spray transfer, and to examine the transition between these distinct modes of metal transfer. The method uses dimensional analysis to correlate the mass, rate of transfer, and force acting to detach droplets. The correlation is found to undergo a notable change in slope at the transition between globular and spray transfer. The accuracy of the correlation is assessed by comparing the theoretical and measured rate of transfer of droplets in gas metal arc welding using aluminium electrodes of variable diameter.     

带状电极MAG焊工艺熔滴过渡分析

采用氙灯背光高速摄像系统对带状电极MAG焊的熔滴过渡进行了研究.试验发现,随焊接工艺参数的增大,钢带端部熔化变得均匀,由多个熔滴并存转变为只产生一个熔滴.熔滴在长大过程中沿钢带端部移动,过渡位置不定.随焊接参数由小到大变化,熔滴依次呈现短路过渡、大滴过渡、射滴过渡、射流过渡和旋转射流过渡等形式.结果表明,射滴过渡是带状电极MAG焊熔滴过渡的主要方式;电流、电压波形与熔滴过渡形式之间有很好的对应关系;由于其特殊的电极形状和熔滴过渡特点,带状电极MAG焊适合大电流高速焊,可以提高焊接效率.     

基于焊条自动焊的不锈钢焊条工艺性研究

焊条电弧稳定性是影响其工艺性的主要因素,为避免焊条电弧焊因焊工技能差异对电弧稳定性评价造成影响,导致难以对焊条本身工艺稳定性做出真实、客观评价,基于焊条自动焊机器人,通过电弧分析仪对E308L-16焊条焊接电参数进行测试,同时结合高速摄像等同步检测平台,提取与熔滴过渡形态相关的特征信息,进行E308L-16焊条电弧稳定...     

Determining the boundaries of globular-to-spray transfer in robotic GMAW

Robotic gas metal arc welding （GMAW） experiments were conducted using an ERTOS-1 electrode with Ar ＋ 10% CO2 shielding gas, and the welding current and arc voltage signals were collected by a data acquisition system. The boundaries between globular transfer and spray transfer in terms of the welding current and arc voltage were determined according to the waveform of electric signals and the Fourier transform results of arc voltage. The optimum welding parameters for the two transfer modes were obtained, which laid a foundation for the numerical simulation and control of GMAW process.     

Study on arc characteristics and behavior of metal transfer in pulse current flux-cored arc welding of mild steel

The variation in arc characteristics and behavior of metal transfer with the change in pulse parameters has been studied by high speed video camera during pulse current flux cored arc weld deposition. A comparative study of similar nature has also been carried out during flux-cored arc weld deposition in globular and spray transfer modes. The effect of pulse parameters has been studied by considering their mean current and arc voltage. The arc characteristics studied by its root diameter, projected diameter and length, and the behavior of metal transfer noted by the metal transfer model and the droplet diameter have been found to vary significantly with the pulse parameters. The observation may help in understanding the arc characteristics with respect to the variation in pulse parameters which may be beneficial in using pulse current FCAW to produce desired weld quality.     

药皮类型对E308-XX型不锈钢焊条工艺质量的影响

介绍了E308-XX型不锈钢焊条药皮类型、熔滴过渡形态和冶金学过程的特点,探讨药皮类型对焊条工艺质量的影响。结果表明,E308-XX型焊条药皮类型有五种,其所用电源类型、极性以及适用的焊接位置各异。药皮类型15和25焊条具有短路过渡形态,药皮类型16焊条具有短路+渣壁混合过渡形态,药皮类型17和26焊条具有渣壁过渡形态。药皮类型16、17和26焊条,在熔滴过渡区的渗Si反应使熔滴增氧、细化,有利形成渣壁过渡。药皮类型25和26焊条分别克服了15和16焊条的工艺质量问题,但前者不能完全取代后者;药皮类型17焊条的工艺性最好,但对气孔敏感;药皮类型15、25焊条焊缝的综合性能比16、17和26更好。