双电极焊条单弧焊的熔化特性Ⅱ.电弧对两焊芯熔化的自调节作用

两焊芯熔化速度能否保持一致是双电极焊条单弧焊过程能否稳定进行的关键.研究表明,双电极焊条两焊芯熔化的一致性受焊条类型、焊接电流等因素的影响.双电极焊条两焊芯熔化一致的充分条件为U阳效等于U阴效,两者差值越大则焊芯熔化不一致程度越大.双电极焊条单弧焊电弧对两焊芯的熔化存在自调节作用,即电弧燃烧过程中两焊芯端部在电弧中的长度不等,两焊芯仍能保持等速熔化,使电弧燃烧过程能够稳定进行.电弧自调节作用原理是由于两焊芯端部在弧柱区的长度不同,伸入弧柱区中较长的焊芯从弧柱区获得更多的热量,而加快其熔化,从而起到电弧的自调节作用.一般随焊芯间距的减小及焊接电流的增大,电弧自调节作用增强.     

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%.     

焊接工艺 熔焊

弧焊和等离子弧复合焊接工艺过程，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，双电极焊条单弧焊的熔化特性Ⅱ．电弧对二焊芯熔化的自调节作用，栓钉穿透焊焊接工艺研究，电容螺柱焊放电过程对焊接质量的影响，利用脉冲技术改善埋弧焊的焊缝成形质量。[编者按]     

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。     

双电极焊条单弧焊飞溅的研究

利用高速摄影等实验手段，研究了双电极焊条单弧焊熔滴过渡形态、熔滴受力、双芯间隙、焊条套筒形式、双电极焊条焊接时运条方式等对飞溅的影响。     

双电极焊条TE4303单弧焊接分析

从焊接效率与节能、微观组织、力学性能、断口形貌等方面对钛钙型双电极焊条(TE4303)单弧焊进行了研究.结果表明,与传统单芯焊条(E4303)电弧焊相比,当采用相同的焊接电流时,TE4303单弧焊熔化系数和熔敷系数可提高1倍,熔化单位重量焊条金属节省电能约20%～30%;TE4303单弧焊对母材热输入小,接头熔合比小,...     

焊接电流对双丝间接电弧焊电弧特性的影响

主要研究了焊丝伸出长度对焊接电流、电弧电压以及焊接电流对双丝问接电弧气体保护焊电弧特性的影响。结果表明,随着焊丝伸出长度的增加,焊接电流减小;双丝间接电弧气体保护焊负极焊丝的熔化速度随着焊接电流的增加而明显增大,正极焊丝的熔化速度随焊接电流的增加而缓慢增大,两者均随着电弧电压的增加而减小;随着焊接电流的增大熔滴变细;双丝问接电弧气体保护焊有多种电弧形态。     

焊条的电弧物理特性

焊条的电弧物理特性是指焊条在焊接条件下发生的多种物理过程的特性。如:焊条的加热及熔化的某些特性;焊条熔滴过渡形态特征;焊条电弧焊电弧行为特征及飞溅现象等。焊条的电弧物理特性     

双电极钛钙型焊条熔滴过渡及其影响因素

采用激光背光高速摄像系统对双电极钛钙型碳钢焊条的熔滴过渡及其影响因素进行了研究。结果表明，双电极钛钙型碳钢焊条具有细熔滴渣壁过渡、粗熔滴渣壁过渡、爆炸过渡和喷射过渡等多种熔滴过渡形式，其中细熔滴渣壁过渡占主导。双电极钛钙型碳钢焊条两芯间距、电弧电流及药皮重量系数的变化引起套筒形状发生相应变化，进而对熔滴的过渡行为产生影响。随两芯间距的减小、电弧电流的增大和药皮重量系数的增大，熔滴的过渡频率增大。     

双钨极氩弧焊耦合电弧压力分析

双钨极氩弧焊(twin-electrode TIG, T-TIG)的耦合电弧是由设置在同一个焊枪中的两个相互绝缘的钨极各自产生的电弧耦合而成的.这个耦合电弧在物理特性上不同于传统单钨极TIG电弧.以试验为基础,分析了耦合电弧的电弧压力特性,并对比单钨极电弧就焊接电流、电弧弧长、钨极间距和钨极形状对耦合电弧压力分布的影响进行了研究.     

单电源交流双钨极氩弧焊接铝合金工艺机理分析

以6061铝合金为研究对象,进行单电源交流双钨极氩弧焊接工艺试验.采用金相显微镜、CCD摄像头、电流检测系统对焊接接头的组织、电弧形态以及电流变化过程进行观察与检测分析.结果表明,大电流下双钨极可获得均匀美观的铝合金焊缝成形,但钨极串行优于钨极并行.电弧电流检测显示焊接过程中流经两个TIG焊枪的电流大小呈现非均匀分配形式,单电源单钨极电流密度沿着焊接方向呈现单峰分布而双钨极非单峰分布.在电弧作用区域双钨极耦合电弧的电流密度值要小于单钨极.另外双钨极能扩展耦合电弧的弧根,增加熔池受热面积,在保证焊缝成形的同时提高焊接效率.     

保护气体对激光+双丝MAG复合焊焊缝形貌和电弧特性的影响

在激光+单电弧复合焊工艺的基础上,通过再添加一个电弧的方式,形成激光+双丝脉冲MAG复合焊工艺。研究了保护气体为φ(Ar)80%+φ(CO2)20%(情况A)和φ(Ar)40%+φ(CO2)10%+φ(He)50%(情况B)时对激光+双丝MAG复合焊焊缝表面成形和电弧特性的影响。利用LabVIEW信号采集系统和高速摄像系统同步采集焊接电流、电弧电压波形和电弧形态。结果表明,在焊缝表面和焊道两侧边缘处,肉眼可见斑点状、不连续的氧化物,情况A与情况B相比,情况A氧化物含量高,熔宽小;而情况B焊道平整,鱼鳞纹清晰。情况A中由于CO2含量较高,使其对电弧的冷却作用增强,减弱了激光对电弧的稳定作用,断弧次数比情况B多。     

耦合电弧钨极TIG焊电弧压力的测量与分析

开发了一种耦合电弧钨极,可显著降低电弧压力,消除咬边和驼峰焊道等缺陷,实现较高速度的TIG焊接.针对这种钨极进行了TIG电弧压力测量,研究了主要工艺参数对电弧压力分布的影响规律.结果表明,与传统TIG电弧相比,在相同参数下耦合电弧钨极TIG电弧压力峰值明显降低,并且随着弧长的增加、钨极伸出长度的增加、焊接电流的减小、电极槽宽的增大以及钨极直径的增大,耦合电弧钨极TIG焊的电弧压力峰值减小.对电弧压力的影响由大到小依次为焊接电流、钨极伸出长度、弧长和钨极直径、电极槽宽.     

耦合电弧钨极GPCA-TIG焊工艺

将耦合电弧钨极和GPCA焊方法结合,形成了耦合电弧钨极GPCA-TIG焊方法,该方法可实现深熔深高速度焊接.对比分析了在较高焊接速度时常规TIG焊、耦合电弧钨极TIG焊和耦合电弧钨极GPCA-TIG焊的焊缝表面成形和截面形貌,发现耦合电弧钨极GPCA-TIG焊可避免咬边和驼峰焊道的产生,并且焊缝熔深有所增加.耦合电弧钨极GPCA-TIG焊工艺试验表明,焊缝熔深和熔宽随焊接速度的减小和外喷嘴位置的升高而增大,随着弧长和外层氧气流量的增加先增加后略有减小;随着焊接速度的减小,弧长和外层氧气流量的增大,焊缝咬边减轻,外喷嘴相对高度变化时焊缝均未出现咬边.     

双电弧共熔池脉冲GMAW电源的复合外特性

利用自行研制的双电弧软开关脉冲GMAW装备,从弧长控制、熔滴过渡以及焊缝成形等角度对双电弧脉冲GMAW三种复合外特性进行了试验研究.结果表明,主机I-I,从机I-I复合外特性的熔滴过渡均匀,可控性好,但电弧自调节作用较差,适合薄板高速焊接;主机U-I,从机U-I复合外特性的熔滴过渡可控性欠佳,但电弧自调节作用较强,较适合大参数厚板焊接;主机I-I,从机U-I复合外特性中主机的熔滴过渡可控性好,电弧自调节能力有限,从机的电弧自调节作用较强,但熔滴过渡可控性欠佳.     

等离子弧焊中电弧反翘现象的数值模拟

根据流体的质量、动量、能量守恒方程,建立了穿孔等离子弧焊接过程中的等离子电弧三维数学模型,用磁矢量法求解磁场问题.模型包括了一部分喷嘴和钨阴极,小孔也被包含进模型中.利用ANSYS有限元分析软件求解模型,得到等离子电弧的温度分布,以研究等离子弧焊中电弧反翘现象.结果表明,等离子电弧反翘随小孔尺寸的增大而减弱,电弧尾焰随小孔尺寸的增大而增强;而适当的增加焊接速度以使小孔轴线与电弧轴线之间形成一定的偏差是形成等离子电弧反翘现象的必要条件;焊接电流主要是通过改变小孔尺寸而对电弧反翘产生影响.     

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.