Q235与304L异种钢角焊缝GTAW电弧能量分配规律研究

摘要

针对Q235低碳钢与304L不锈钢的异种钢角焊缝两侧母材热物性参数的差异以及电弧热量分配不正确,导致的焊后热应力集中,易发生裂纹等焊接质量问题,本文开展了GTAW电弧能量分配规律的研究.采用多物理场软件COMSOL Multiphysics,建立了异种钢角焊缝直流脉冲GTAW电弧瞬态二维非对称模型,并对Q235和304L角焊缝焊接时电弧的温度场、电磁场、流场和不同焊枪角度下的电弧能量分布进行了耦合计算.解释了异种钢焊接时,由于材料导磁性能差异造成的电弧磁偏吹现象,以及焊接电流对电弧磁偏吹的影响规律,获得了不同焊枪角度条件下电弧热流密度在焊缝两侧的分布规律:在焊枪角度为10°时,焊缝两侧能量分布基本相等.利用焊枪偏转调控异种钢焊缝两侧的电弧能量输入,建立了焊缝两侧分配能量流与焊枪偏转角度的回归方程,通过焊接试验对模拟结果进行了验证,在焊枪偏转角度为10°时获得了较好的焊接质量.