双丝间接电弧氩气保护焊的熔滴过渡与电弧形态

用高速摄像系统及示波器对双丝间接电弧氩弧焊的熔滴过渡及电弧形态和电弧电压之间的关系进行了深入分析.结果表明,熔滴过渡和电弧电压、电弧形态的规律性变化存在密切的对应关系.熔滴形成、长大、脱离焊丝端部的规律性变化使极性斑点间距及弧柱电阻发生变化导致了电弧电压的波动,从而使电弧形态发生由暗到明、由小到大的规律性变化.随着焊接电流的增大熔滴的过渡形式发生变化,熔滴尺寸减小.不同的熔滴过渡形式其电弧电压的波动也有所不同,射流过渡电压波动较小,而短路过渡电弧电压的波动最大.     

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.     

双丝间接电弧氩弧焊的熔滴过渡

采用氙灯背光高速摄像系统及示波器对双丝间接电弧氩气保护焊的熔滴过渡及其对应的电压、电流波形进行了研究.结果表明,双丝间接电弧氩弧焊焊接电流与电弧电压的不同匹配选择,熔滴具有短路过渡、大滴过渡、混合过渡、射滴过渡、射流过渡等不同过渡形式.随着焊接电流的增大熔滴尺寸减小,熔滴细化,随电弧电压的增大,熔滴尺寸减小.熔滴过渡形式与电压、电流的波形之间有很好的对应关系.     

气保护药芯焊丝熔滴过渡形态的选择与应用

本文分析了气保护药芯焊丝熔滴过渡形态的特点,探讨了熔滴过渡形态对工艺质量的影响、熔滴过渡形态的选择和应用。研究表明,药芯焊丝熔滴过渡的基本形态是非轴向排斥过渡,焊丝的电弧形态属于活动、连续型,焊丝熔滴过渡受主导力控制。在熔滴过渡形态和电弧形态基本未变条件下,随焊接电流参数变化,熔滴过渡主导力发生变化,致使熔滴过渡指数改变和焊接工艺质量迥异。药芯焊丝熔滴过渡形态的“合于使用＋参数匹配”选用原则,强调产品特征或用户要求,注重其他焊接参数的合理匹配。提出了通过熔滴过渡指数控制焊接飞溅,和通过电弧中熔滴吸收氢的总重量控制焊缝中气孔（压坑）的应用新思路。     

国内外典型药芯焊丝的熔滴过渡及其工艺特性

采用高速摄影、平板堆焊以及化学分析等试验方法,测试、对比研究了国内外3种典型钛型渣系药芯焊丝的熔滴过渡及其工艺特性.结果表明,基于3种焊丝熔滴过渡特性与工艺性之间的关系,提出改善熔滴过渡特性新观点,即控制熔滴尺寸是必要条件,而控制"熔滴大角度过渡次数"、"熔滴存在时间和过渡间隔均匀性"、"熔滴依附渣柱过渡次数"等指数是充分条件,二者缺一不可.药芯焊丝的非轴向排斥滴状过渡形态、渣柱直接进入熔池,以及电弧区焊丝接口纵向张开现象,可能导致焊接冶金反应不完全和冶金过程新变化.熔滴过渡区的渗Si反应使熔滴氧化增氧,熔滴被细化,有利于改善熔滴过渡特性.3种典型药芯焊丝的熔滴过渡形态和电弧形态接近,然而过渡指数不尽相同,表现为B焊丝有3项工艺性指标领先,其机理在于控制熔滴过渡和电弧形态的"充分"、"必要"条件均占优势.     

大电流MAG焊不稳定熔滴过渡形成机理及影响因素分析

熔滴过渡的稳定性对大电流熔化极活性气体保护焊(MAG)焊接质量至关重要．采用高速摄像系统、电信号采集系统对大电流MAG不稳定熔滴过渡过程、电弧形态及电信号进行研究,揭示不稳定熔滴过渡的形成机理,分析了影响大电流MAG不稳定熔滴过渡临界电流值的因素．结果表明,大电流MAG焊熔滴过渡为摆动过渡和混合过渡的不稳定过渡模式,液锥受强电磁力是失稳偏离焊丝轴向的直接原因,电弧旋转/摆动频率随熔滴过渡模式和电弧形态不同而不同．焊丝伸出长度为影响不稳定熔滴过渡临界电流值的主要因素,且在试验参数内随着焊丝伸出长度的增大临界电流值显著减小．     

基于冶金反应的GMAW熔滴过渡形态表征

综述了涉及焊接冶金反应的GMAW熔滴过渡形态特征.结果 表明,焊丝电弧中发生的主要冶金反应对作用于熔滴上的主导力产生不同的影响.焊丝冶金反应与熔滴过渡形态间的关系,取决于熔滴过渡的力学条件,当冶金反应促使F分离力增大或促使F保持力减小时,熔滴过渡形态得以改善.对于药芯焊丝,TiO2,Si-Fe,Al2 O3和SiO2添...     

激光功率对激光-双丝脉冲MIG复合焊接电弧形态及熔滴过渡的影响

通过搭建激光-双丝脉冲MIG复合焊接系统,利用高速摄像与电信号采集系统对激光-双丝脉冲MIG复合焊接在不同激光功率下的电压电流信号及高速摄像信号进行同步采集,研究激光功率对焊接过程的电弧形态、熔滴过渡过程的影响.结果发现,由于激光等离子体与电弧等离子体的相互作用,电弧形态和熔滴受力状态发生改变.随着激光功率的增大,激光对电弧的吸引能力增强,促进熔滴过渡的等离子流力竖直向下的分力减小,熔滴过渡频率降低.     

激光与电弧间距对激光复合焊熔滴过渡的影响

采用高速摄影设备研究了在两种焊接电流工艺参数下激光与电弧的间距变化对CO2激光-MIG电弧复合焊接熔滴过渡过程的影响.试验发现,在高速MIG焊接时熔滴过渡不稳定,在激光-MIG复合焊接时,由于激光光致等离子体对熔滴的热辐射作用和对电弧的吸引作用而改变了电弧的形态及相应的熔滴的受力状态,使得熔滴的过渡过程发生了改变,对于不同的焊接电流工艺参数,存在不同的最佳激光与电弧间距.结果表明,在最佳间距下,即两个等离子体的耦合作用良好时,熔滴过渡形式为单一的稳定射流过渡,电流电压恒定,焊缝成形良好.     

保护气体对金红石型药芯焊丝电弧行为影响分析

采用高速摄像装置及汉诺威弧焊分析仪分析了金红石型药芯焊丝在100% CO₂及80% Ar+20% CO₂气体保护焊时的熔滴过渡模式及电弧形态.结果表明,100% CO₂气体保护焊时小、中、大参数均出现排斥过渡特征,随电弧电压与焊接电流增加,熔滴尺寸减小,过渡频率增加,出现滴状过渡,波形呈锯齿状;80% Ar+20% CO₂气体保护焊时以滴状过渡为主,大参数时出现射滴过渡,波形近似直线.前者渣柱仅出现于熔滴形成长大的初期,后者在熔滴过渡全过程均有渣柱存在,且对熔滴过渡有一定的导向与稳定作用.这与电弧形态不同,熔滴与渣柱受电弧热作用的效果不同有关.     

摆动电弧窄间隙GMAW熔滴过渡规律

研究摆动电弧窄间隙焊接中的熔滴过渡规律是深入理解该焊接方法的重要基础,由于受到电弧摆动、窄间隙坡口的影响,摆动电弧窄间隙焊接熔滴过渡比常规焊接更加复杂.采用高速摄像系统及焊接电信号采集系统成功地对摆动电弧窄间隙GMAW的熔滴过渡过程进行观测研究,揭示了摆动电弧窄间隙GMAW的熔滴过渡特性,分析了摆动参数、焊接参数对熔滴过渡的影响.结果表明,由于焊丝在坡口之间的摆动改变了焊丝与侧壁之间的距离,引起了焊接电弧长度的变化,促使焊接电流发生了波动,从而导致了摆动电弧窄间隙焊接熔滴过渡的规律性变化.     

熔滴过渡光谱信息的计算机自动识别

利用熔滴过渡光普信息自动识别系统，采集了熔化极氧化保护焊（MIG、MAG、CO2）5种溶滴过渡形式的光谱信号作为样本，采用计算机进行预处理，创造性地提取了多个熔滴光谱信号波形关键性的特征，建立了判别法则和最小距离分类器。结果表明，成功地对各种熔滴过渡形式进行模式识别，并计算出过渡频率、熔滴平均直径等与焊接质量密切相关的参数。     

碱性药芯焊丝熔滴过渡特性及工艺性分析

利用高速摄像和汉诺威弧焊分析仪,在富氩气体保护条件下,在不同的焊接参数下对3种碱性药芯焊丝样品进行了测试和分析. 结果表明,较小焊接参数时,熔滴过渡形式为粗熔滴排斥过渡,电弧稳定性差,飞溅大;随着焊接参数的增大,熔滴过渡逐渐转变为细熔滴过渡,过渡过程趋于稳定. 熔滴受到较大的排斥力以及熔体的表面张力大是造成大颗粒飞溅的主要原因,较长的渣柱对熔滴过渡具有导向作用,细化熔滴和形成稳定、较长的渣柱是改善碱性药芯焊丝工艺性的重要途径.     

药芯焊丝CO2焊熔滴过渡现象的观察与分析

药芯焊丝CO2气体保护焊熔滴行为对药芯焊丝工艺性有直接的影响.采用焊接过程的高速摄影技术和汉诺威焊接质量分析系统对药芯焊丝的熔滴过渡形态进行观察分析.证实随着焊接参数的变化,药芯焊丝可能形成排斥过渡、表面张力过渡和细熔滴过渡.在排斥过渡时,由于大熔滴在焊丝端部较长时间的停留,出现明显的熔滴自身的爆炸飞溅,气体的强烈逸出飞溅等现象,表面张力过渡是介于大熔滴的排斥过渡与细熔滴过渡二者之间的一种过渡形式.细熔滴过渡时,焊接过程稳定、飞溅小、焊缝成形良好、生产效率较高,是药芯焊丝理想的过渡形式.在细熔滴的过渡的条件下形成的渣柱对熔滴的过渡起着导向作用.     

Droplet transition for plasma-MIG welding on aluminium alloys

The synchronous acquisition system of droplet image inspection and arc electric signals were established and the droplet transition characteristics of aluminum alloys were researched in the plasma-MIG welding process.Typical droplet transition modes include globular transfer mode,short circuiting transfer mode,metastable spray transfer mode and projected transfer mode.The result indicates that MIG droplet transfer frequency and droplet transfer modes are changed by introducing the plasma arc in the plasma-MIG welding process compared with the MIG welding on the aluminum alloys,which broadens the range of welding parameters when the stable welding process proceeds.The metastable spray transfer and projected transfer mode are proved to be the most optimal modes by comparing the stability of electronic signal,droplet transition,weld appearance and weld penetration.     

电弧电压变化量分析熔滴过渡特征的研究

利用焊接过程中熔滴还没有发生短路瞬间的电弧电压变化量△U，可以区分药芯焊丝气体保护焊(FCAW)熔滴过渡特征．绘制了一定焊接条件下的金属过渡模式图，为最终确定FCAW的最佳工艺参数(焊接电流、电弧电压等)提供指导，可实施长时间在践监控熔滴过渡过程。     

Effects of shielding gas composition on arc characteristics and droplet transfer in tandem narrow gap GMA welding

The effects of shielding gas composition in tandem narrow gap gas metal arc welding were studied. The shielding gas included argon, carbon dioxide and helium. The arc characteristics and droplet transfer process were analysed. The results show that in the same welding parameters, the trail wire welding current is higher than the lead wire welding current. With the increase of carbon dioxide content, the welding currents of two wires decrease, and the trail wire droplet transfer mode transforms from spray transfer to projected transfer. With the increase of helium content, the welding currents increase and the lead wire droplet transfer mode transforms from projected transfer to spray transfer. The weld width is the largest when the shielding gas mixture is 80%Ar10%CO₂10%He.