药芯焊丝摇动电弧窄间隙焊接熔滴过渡及焊缝成形研究

摘要

本文针对摇动电弧窄间隙MAG焊方法，构建了一种采用背景光源的焊接电弧高速摄像采集系统，观测了实芯焊丝和药芯焊丝在窄间隙焊接中的熔滴过渡特性，分析了焊接飞溅形式和焊接电弧稳定性，并研究了平位置焊接摇动工艺参数（摇动频率、摇动角度和侧壁停留时间）对焊缝成形的影响，以及立向上焊接时的摇动工艺参数、送丝速度和线能量一定条件下同时改变送丝速度和焊接速度对焊缝成形的影响。
　　在平位置及立向上位置焊接时，熔滴过渡频率变化特征和过渡形式不同。药芯焊丝焊接过程中，当摇动频率较大时，焊丝在坡口中心位置时的熔滴过渡频率大于侧壁停留时的稳定电弧熔滴过渡频率；摇动频率较小时，焊丝在坡口中心位置时的熔滴过渡频率小于侧壁停留时的稳定电弧熔滴过渡频率。而实芯焊丝焊接时熔滴过渡频率规律与较小的摇动频率条件下药芯焊丝熔滴过渡频率规律相同。药芯焊丝和实芯焊丝平位置焊接时，摇动频率为1.5Hz和2.5Hz的电弧更稳定，焊接过程中飞溅的形式主要为射流过渡飞溅和细颗粒飞溅，并有少量爆炸飞溅；立向上焊接时，摇动频率为0.6Hz和0.8Hz时电弧较稳定，焊接飞溅的形式主要为射流过渡飞溅和滴状飞溅，并含有少量爆炸飞溅和短路飞溅。
　　平位置焊接时，药芯焊丝焊渣横截面积随摇动频率增大而减小，随侧壁停留时间和工艺预留间隙的增加而有所增加，焊渣表面弯曲度与焊渣截面积的变化趋势相反；坡口侧壁熔深随摇动频率和侧壁停留时间的增大而增加，而底部熔深与侧壁熔深变化趋势相反；工艺预留间隙的减小均可增加底部和侧壁熔深。立向上位置焊接时，送丝速度的增加，导致焊缝侧壁熔深及底部熔深增加，而焊缝表面弯曲度及焊渣表面弯曲度减小；焊接线能量一定的前提下，送丝速度和焊接速度的增加有利于增加焊缝侧壁熔深和底部熔深。

目录

声明

第1章 绪论

1.1. 研究背景及意义

1.2. 窄间隙焊接概述

1.3. 窄间隙MAG焊接研究现状

1.4. 主要研究内容

第2章 摇动电弧窄间隙MAG焊接系统原理

2.1. 摇动电弧窄间隙焊接系统构成

2.2. 摇动电弧窄间隙坡口侧壁熔透控制

2.3. 信号采集系统

2.4. 高速摄像系统

2.5. 本章小结

第3章 摇动电弧窄间隙MAG平焊熔滴过渡及焊缝成形

3.1. 试验方法及条件

3.2. 摇动频率对平焊熔滴过渡过程的影响

3.3. 保护气体对熔滴过渡的影响

3.4. 摇动工艺参数对焊缝成形的影响

3.5. 本章小结

第4章 摇动电弧窄间隙MAG立向上焊熔滴过渡及焊缝成形

4.1. 试验方法及条件

4.2. 摇动频率对立焊熔滴过渡过程的影响

4.3. 摇动工艺参数对焊缝成形的影响

4.4. 焊接能量参数对焊缝成形的影响

4.5. 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

致谢