双丝旁路耦合电弧GMAW熔滴过渡特性分析

摘要

针对双丝旁路耦合电弧GMAW主路、旁路熔滴过渡特性,采用静力平衡理论,分析了主路、旁路熔滴表面所受到的作用力.发现双丝旁路耦合电弧GMAW焊接过程中,通过引入旁路电弧会引起主路电弧弧根面积的扩展,从而促进主路熔滴向熔池过渡;在采用纯氩气保护时,由于旁路焊炬为冷阴极并选择了正极性接法即焊丝接负极,旁路电弧会自动爬升到焊丝固态区域的氧化膜上燃烧,导致电磁收缩力在旁路熔滴过渡过程中不起作用,旁路熔滴主要依靠重力克服表面张力向熔池过渡,因此旁路熔滴体积较大并且难以过渡.针对这一问题,提出向保护气体中添加氧元素来改善旁路熔滴过渡特性并进行了焊接试验.当保护气体中的氧元素在旁路熔滴表面形成氧化膜后,旁路电弧会在旁路熔滴表面的氧化膜上稳定燃烧,此时电磁收缩力会作用在焊丝熔化区域并促进熔滴向熔池过渡.试验结果也表明:采用80％氩气+20％二氧化碳作为旁路保护气体时,焊接过程中旁路熔滴体积明显减小并且熔滴过渡频率明显加快,与理论分析一致.