MAG焊旋转喷射过渡熔滴运动形态的相关分析

熔滴旋转喷射过渡ＭＡＧ焊是用于钢结构的一种高效焊接方法,在窄间隙焊和角焊缝时还可以克服焊接时侧壁的熔剑不良等缺陷。本文用高速摄影方法拍摄了Ａｒ＋Ｏ２保护气体时旋转喷射过渡的熔滴过渡形态,建立了液尖－液流束运动的相关分析模型,并由此分析讨论了熔滴运动的动态变化过程和旋转参数。结果表明,用本文提出的“相关分析”方法,可以确定液尖与液流束运动的主从关系。在脉冲旋转喷射过渡期间,液尖、液流束均绕焊丝轴线做     

MAG焊脉冲电流控制旋转喷射过渡

研究直流反极性脉冲ＭＡＧ焊旋转喷射过渡的熔滴过渡特性、电弧现象与焊缝成形。试验结果指出：如果选定的脉冲峰值电流值高于连续旋转喷射过渡的转变电流值，随着脉冲能量的不断增大，熔滴过渡特性将从脉冲轴向射流过渡转变为脉冲旋转喷射过渡，同时焊接电弧现象和焊缝成形等亦发生变化，例如焊缝熔宽与焊丝熔化速度会突然的增大。     

旋转电弧窄间隙焊温度场和侧壁熔深的数值模拟

针对旋转电弧窄间隙MAG焊焊缝成形研究需要,采用Ansys软件对旋转电弧窄间隙MAG焊接温度场进行数值模拟,研究焊缝成形的影响因素.考虑旋转电弧窄间隙MAG焊特点,实现热源模型旋转加载和旋转电弧窄间隙焊接三维温度场数值计算,模拟温度场结果与试验焊缝形貌吻合良好.为进一步提高计算效率,根据热源等效和旋转电弧热源分布特点,提出了一种类似马鞍形圆环的等效热源,侧壁熔深模拟结果与实际较符合,且计算效率大为提高.研究结果为进一步的熔深控制和焊接变形研究奠定基础.     

厚壁大径管窄间隙TIG自动焊技术探讨与应用

本文通过研究厚壁管窄间隙焊接侧壁熔透技术,开发厚壁大径管窄间隙TIG组合坡口,设计焊接该种坡口厚壁管的特定范围焊接工艺参数,解决了厚壁大径管窄间隙焊的工艺难点,取得了良好的生产效果。     

大电流MAG焊旋转喷射过渡中的熔滴失稳分析

旋转喷射过渡是大电流MAG焊的主要过渡形式。采用高速摄像法对大电流MAG焊旋转喷射过渡进行了研究，发现了一种瞬态不稳定现象：保护气体中含有CO2组分时，旋转喷射过渡中存在随机产生的熔滴非轴向排斥过渡，这种瞬态非轴向排斥过渡是稳定旋转喷射过渡中的不稳定干扰，是产生焊接飞溅的原因。通过理论计算，对产生该现象的机理进行了分析，指出旋转喷射过渡中发生非轴向排斥过渡的前提是焊丝端头液锥的消失，斑点力和金属蒸汽的反作用力是造成熔滴失稳上翘的主要原因，等离子流力是大电流MAG焊中产生的排斥过渡有别于一般CO2焊排斥过渡的主要原因。     

双丝共熔池窄间隙MAG焊方法的工艺研究

采用交替脉冲,对双丝共熔池窄间隙焊进行工艺试验,研究了焊接参数对焊缝成形和电弧稳定性的影响.结果表明:双丝共熔池窄间隙焊焊缝成形良好,大规范时也不会形成指状熔深;但只有在送丝速度大于10 m/min的大规范区间,才能够避免侧壁咬边,调节焊接速度并不能消除侧壁咬边.随着双丝与侧壁间距的缩小,焊接稳定性下降,为保证焊接过程的稳定,焊丝与侧壁的间距应该大于2.5 mm;随着双丝前后间距的加大,焊接稳定性下降,甚至发生断弧,双丝前后间距小于10 mm时,电弧稳定无飞溅.     

双丝MIG焊焊缝成形试验研究

为了研究双丝焊焊接效果的影响机理,利用高速摄像和电信号结合的方法,观察了双丝脉冲MIG焊的熔滴过渡,研究了熔滴过渡的特点;针对双丝MIG焊高熔敷效率的特点,对不同焊接参数下单丝焊和双丝脉冲MIG焊的熔敷速度和焊缝成形进行了对比分析.试验结果表明,采用脉冲喷射过渡方式,可获得稳定的双丝MIG焊接过程,在相同焊接质量的条件下,双丝焊的熔敷效率和焊接速度明显高于单丝焊,焊缝成形系数更好,同时减小了由于高速焊接造成的焊缝咬边的倾向,而且试验所测的焊缝宽度,与预测焊缝宽度的三维模拟方程的模拟值基本一致.     

窄间隙MAG焊侧壁熔深信息的获取与同步化

窄间隙焊中坡口侧壁熔深是反映焊接质量的重要参数,针对侧壁熔深信息难以直接获取的问题,提出一种窄间隙MAG焊熔深信息离线获取,并实现与其他焊接数据采集信息同步的方法。首先设计了一个划线装置,实现在工件上标记开始数据采集到结束数据采集的位置,其次通过平行焊接方向、在工件最大熔深位置处对工件进行切割、打磨、腐蚀,获取整体熔合线变化曲线,并采用人机交互的图像处理算法对熔合线进行边缘提取和函数拟合,实现侧壁熔深信息获取及与其他数据信息的同步,为进一步的熔深建模和控制研究奠定基础。     

熔化极气体保护焊熔滴过渡分析

利用高速摄影图像与电信号波形观察熔化极气体保护焊的熔滴过渡,分析了影响熔滴过渡的主导因素。结果表明,CO2气体保护焊时熔滴沿非轴向排斥过渡,氩气保护焊时熔滴沿轴向过渡;焊接电流对熔滴过渡方式的转变起主导作用,随着焊接电流的增大,CO2气体保护焊中依次出现短路过渡和大滴排斥过渡,熔滴尺寸依次增大,过渡频率依次减小,氩气保护焊中依次出现短路过渡、大滴过渡、射滴过渡、射流过渡和旋转射流过渡,熔滴尺寸逐渐减小,过渡频率逐渐增大;氩气保护焊中,由滴状过渡转变为喷射过渡的临界电流约为170 A。     

高速列车转向架构架超窄间隙激光填丝焊熔滴过渡行为研究

高速列车转向架结构复杂,焊缝数量多且分布密集。采用超窄间隙激光填丝焊技术焊接转向架用中厚钢板,可以解决传统MAG焊存在的焊道次数多、残余变形及应力大的缺陷,也可以解决激光自熔焊对坡口间隙敏感的缺点。主要研究超窄间隙激光填丝焊的熔滴过渡行为,结果表明:当光丝间距不同时,熔滴过渡形式依次由铺展过渡转变为液桥过渡并最终转为颗粒过渡;当功率不同时,熔滴过渡形式由低功率条件下的铺展过渡转变到高功率条件下的液桥过渡。焊接速度并未影响熔滴过渡形式,依然保持液桥过渡。送丝速度影响激光对焊丝的熔化过程,从而产生不同的熔滴过渡形式。焊接厚板结构时选择负离焦,焊接薄板时选择正离焦。     

脉冲MAG焊的脉冲能量参数对熔滴过渡特性的影响

研究１．２ｍｍＨ０８Ｍｎ２ＳｉＡ焊丝在富氩保护气体保护下进行脉冲ＭＡＧ焊过程中，当选用的脉冲峰值电流高于形成轴向喷射过渡与旋转喷射过渡临界电流值时，随着脉冲能量的增大，将使熔滴过渡特征产生规律性变化，同时也导致电弧形态与焊缝成形呈现明显的改变。本研究成果对推广和选用脉冲ＭＡＧ焊有重要参考价值     

新型高速旋转电弧窄间隙MAG焊接

研究开发了一种新型窄间隙MAG焊接系统。在该系统中，焊丝穿过电机的空心轴后从导电嘴的偏心孔进出，电机带动导电杆和偏心导电嘴旋转，从而使焊丝端部的电弧以一定直径高速旋转．以保证窄间隙焊接接头具有足够的侧壁熔深。焊接试验结果表明，这种旋转电弧焊接系统能在不同的旋转速度和旋转直径下稳定可靠地工作。并且明显地改善了窄间隙焊缝侧壁熔透，避免了接头底部指状熔深的出现，同时提高了焊接熔敷效率。     

核电CV厚板窄间隙摆动自动焊接工艺参数研究

CAP1400核电站CV模块钢板(SA-738 Gr.B)窄间隙自动焊具有填充量小、焊接效率高的特点。首先采用特制的窄间隙焊枪开展单一变量试验,研究窄间隙坡口内摆动速度、侧壁停留时间、焊接电流、焊接速度和焊丝尖端到侧壁距离等参数对焊缝熔深、余高和侧壁熔深的影响规律。结果表明,在窄间隙坡口内,摆动速度对焊缝熔深的影响最大;焊接电流和焊接速度对余高影响最大;焊丝尖端到侧壁距离对侧壁熔深影响最大,并确定了最优焊接参数范围。其次采用最优参数对试板进行焊接并测试其力学性能,结果表明,其拉伸性能及冲击性能均高于母材要求值。这为后续进一步进行CV窄间隙自动焊工艺工程应用研究提供了理论基础和参考。     

电磁振荡窄坡口焊

在厚壁构件的生产制造中,窄坡口焊可显著提高生产率,此技术要求系统能够自动跟踪、精确控制以确保焊接质量。窄坡口焊最重要的目的是保持坡口面的一致和完全熔透,焊丝弯曲技术、焊丝旋转方法等均已被采用以减小窄坡口GMAW的未熔合。采用电磁振荡窄坡口焊,电磁的振荡可保证坡口面的一致和熔透,而适当的焊接条件和振荡条件可保证高质量的焊接。随着电磁振荡频率的增加,熔深轻微增加;焊接区域内磁性焊剂密度的增加引起振荡幅度的增加,坡口面的熔深也增加。其优点是:生产率高,焊接质量好,扭曲变形小,可进行全位置焊接。其缺点是:由于热量输入…     

铸钢接管超窄间隙横向焊工艺试验

焊剂带约束电弧超窄间隙水平位置的焊接虽做了很多工艺方面的研究,并取得了一定的成果,但此方法横向焊只做了初步研究。文中针对铸钢接管横焊的要求设计了焊剂带约束电弧超窄间隙横向焊装置,将这种焊接装置应用于铸钢接管进行工艺试验,研究了焊接工艺参数对坡口侧壁根部熔合的影响,对铸钢接管焊接接头的显微组织及显微硬度进行分析。结果表明,超窄间隙横向焊过程中电弧电压控制坡口上侧壁熔深,焊接电流和焊接速度共同决定了焊丝的熔化量,过大过小都会使侧壁熔合不良;利用超窄间隙焊热输入小的优势,防止焊接接头组织软化。     

电弧摆动对窄间隙GMAW横焊打底焊道成形的影响

采用一款新型摆动电弧窄间隙熔化极气体保护焊焊枪,对FH40厚板进行窄间隙横焊试验,探究不同工艺参数对打底焊道成形、熔滴过渡及缺陷的影响规律。结果表明,摆动幅度对焊道的熔宽和表面凹凸度影响最大,焊接速度对熔深和焊道成形的不对称性影响最大;电弧不摆动时,熔池铺展范围小,焊道凸而窄,坡口两侧无法熔合;电弧摆动过程中熔滴过渡形式和熔池流动状态会发生变化,合适的电弧摆动幅度有助于熔池均匀填满坡口,获得侧壁熔合良好、成形对称的打底焊焊道,但过大的摆动幅度会加快熔池下淌,甚至造成焊道外凸、咬边等焊接缺陷。     

电弧摆动对窄间隙GMAW横焊打底焊道成形的影响

采用一款新型摆动电弧窄间隙熔化极气体保护焊焊枪,对FH40厚板进行窄间隙横焊试验,探究不同工艺参数对打底焊道成形、熔滴过渡及缺陷的影响规律。结果表明,摆动幅度对焊道的熔宽和表面凹凸度影响最大,焊接速度对熔深和焊道成形的不对称性影响最大;电弧不摆动时,熔池铺展范围小,焊道凸而窄,坡口两侧无法熔合;电弧摆动过程中熔滴过渡形式和熔池流动状态会发生变化,合适的电弧摆动幅度有助于熔池均匀填满坡口,获得侧壁熔合良好、成形对称的打底焊焊道,但过大的摆动幅度会加快熔池下淌,甚至造成焊道外凸、咬边等焊接缺陷。     

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.     

机器人四丝共熔池脉冲MAG焊

设计开发基于DSP的四丝脉冲MAG焊控制器,构建机器人四丝脉冲MAG焊系统,并进行了机器人四丝脉冲MAG焊的焊接试验,对不同相位关系下的四丝脉冲MAG焊熔滴过渡行为进行了高速摄影分析。试验结果表明,该四丝脉冲MAG焊控制器性能可靠、稳定,可实现双丝、四丝的脉冲MAG焊接;基于四丝脉冲MAG焊控制器的机器人焊接系统,能够较大幅度提高焊接速度和熔敷率,提高焊接生产效率。对两种不同脉冲相位关系熔滴过渡的高速摄影图片的观察分析表明,交替和随机脉冲相位关系在多丝焊中可以较好地实现一脉一滴的熔滴过渡模式,且焊缝外观质量较好。     

窄间隙埋弧焊温度场数值分析

建立考虑电弧倾斜及坡口侧壁对电弧能量分配影响的热源模型,模拟两种焊丝姿态下的窄间隙埋弧焊温度场,通过试验验证模拟结果的正确性.结果表明,焊丝姿态的差异形成不同的温度分布特点.双丝焊时温度场呈沿焊接方向非对称分布,热量集中在远离侧壁侧,熔宽较大,侧壁熔深较小;单丝焊时温度场呈沿焊接方向对称分布,熔宽较小,侧壁熔深较大.双丝焊时侧壁熔合区受电流波动的影响较小.在前丝、后丝选用与单丝焊相同的电流及电压时双丝焊熔敷效率高,且具有产生更小过热区的倾向.