電弧擺動式NG-GMAW焊槍及其工藝性能.pdf

1、窄間隙熔化極氣體保護(hù)焊(NG-GMAW)方法在船舶、核電等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用于厚板連接,但窄間隙焊接時極易出現(xiàn)側(cè)壁熔合不良的缺陷。通過控制電弧在窄間隙坡口內(nèi)運動以增加側(cè)壁熱輸入是解決該問題的有效方法之一。電弧擺動式NG-GMAW焊槍即是通過控制導(dǎo)電嘴的擺動來驅(qū)動電弧在窄間隙坡口內(nèi)的橫向擺動,增加側(cè)壁熱輸入,從而改善側(cè)壁熔合,其扁平結(jié)構(gòu)的槍身可深入窄間隙坡口,大大提高了厚板焊接的效率。
　　本課題針對實驗室自主研發(fā)的新型電弧擺動式 NG-

2、GMAW焊槍進(jìn)行了焊槍工藝性能研究。首先構(gòu)建了完整的焊接系統(tǒng),包括焊槍、焊接電源、擺動控制機(jī)構(gòu)、循環(huán)冷卻水、氣保護(hù)裝置等;實際測試了焊槍饋電、冷卻水循環(huán)回路及氣體保護(hù)的性能,并對保護(hù)氣通道進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化,使得焊接系統(tǒng)滿足窄間隙焊接要求。其后,利用優(yōu)化后的焊槍進(jìn)行焊接試驗,研究擺動軌跡、焊接規(guī)范等因素對焊縫成形的影響規(guī)律,通過選擇合適的工藝規(guī)范優(yōu)化焊縫成形及側(cè)壁熔合;實施Q345D鋼厚板窄間隙單道多層焊接,并對焊縫組織形貌特征進(jìn)行分析。最后

3、,利用高速攝影系統(tǒng)拍攝電弧及熔池形貌,利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及LabVIEW軟件采集和分析電弧電壓、焊接電流信號,研究了電弧擺動式NG-GMAW的引弧期、焊接期穩(wěn)定性,并分析了擺動電弧焊接的熔滴過渡特征。
　　研究結(jié)果表明,優(yōu)化后的電弧擺動式NG-GMAW焊槍工藝性能良好,可進(jìn)行30mm以上厚度窄間隙多層焊接,焊接過程穩(wěn)定,焊縫表面下凹,內(nèi)部無氣孔等缺陷,側(cè)壁熔合良好。焊縫呈現(xiàn)擺動電弧焊接特有的“S型”,多層焊焊縫微觀組織呈現(xiàn)層間正火效