超声-MAG复合焊接熔滴过渡行为研究

摘要

在超声-MIG复合焊接过程中发现超声波能有效的促进熔滴向熔池过渡使焊接过程的稳定性得到改善,但是利用MIG焊接方法对低碳钢和结构钢施焊有很大的局限性,因此本文设想利用超声波和具有广泛应用的MAG焊复合利用超声波实现MAG焊时高效率,过程稳定的熔滴过渡。
　　首先,系统地研究了超声波对不同成分保护气MAG焊熔滴过渡过程的促进作用的差异。由于短路过渡行为和滴状过渡行为分别是由电弧长度和熔滴上的作用力决定的,利用高速摄像系统对不同保护气下的电弧长度以及导电区域的变化进行了较为全面的研究。通过分析超声波对电弧长度的压缩率和作用在熔滴上电磁力的影响得出了超声波在不同CO2含量MAG焊过程中的适用范围。
　　根据得出的CO2含量适用范围,挑选了Ar-8％CO2保护气进行了系统地超声-MAG复合焊接熔滴过渡行为的研究。探究了超声波对MAG焊整体熔滴过渡分布区间的影响发现施加超声后短路过渡对电压电流出现了更强的适应性,同时发现超声-MAG复合焊接有利于消除高电压中等电流下的不稳定过渡模式;对短路过渡过程研究发现超声波有效提高了短路频率,复合焊接滴状过渡时熔滴形状发生了明显的变形且尺寸减小,超声波对喷射过渡的促进作用在高电压下得到了很好的结果,在低电压时发生固体短路。
　　在焊接过程中观察到熔滴变形的现象,熔滴在超声-MAG复合焊接过程中更接近椭球而不是普通MAG焊时的球状。深入地研究了变形对作用在熔滴上力的影响,对变形后作用在熔滴上的电磁力和等离子流力进行了修正。发现施加超声造成熔滴变形,使促进过渡的力明显减小。由静力平衡理论可以推出声辐射力在熔滴过渡过程中扮演了十分重要的角色,提出了利用变形能计算电弧空间内声辐射力的方法并作出了理论推导。

目录

超声-MAG复合焊接熔滴过渡行为研究

STUDY ON METAL TRANSFER BEHAVIOR DURING ULTRASONIC ASSISTED METAL AVTIVE GAS WELDING

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题研究目的及意义

1.2 超声波在焊接领域的应用

1.3 MAG焊熔滴过渡的研究

1.4 本文主要研究内容

第2章 实验设备、材料及方法

2.1 实验系统

2.2 实验材料

2.3 研究方法

第3章 超声波对MAG焊熔滴过渡的影响

3.1 超声波对MAG 焊电弧形态的影响

3.2 超声波对导电区域的影响

3.3 超声波对CO2熔滴过渡的影响

3.4 本章小结

第4章 Ar-8%CO2超声-MAG复合焊接熔滴过渡行为

4.1 超声波对过渡规范区间的影响

4.2 超声-MAG复合焊接短路过渡的特点

4.3 超声-MAG复合焊接滴状过渡的特点

4.4 超声波对喷射过渡行为的影响

4.5 本章小结

第5章 超声波对熔滴上作用力的影响

5.1 熔滴上传统作用力的修正

5.2 声辐射力的计算

5.3 本章小结

结论

参考文献

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致 谢