雙絲窄間隙GMAW熔滴過渡及立焊工藝研究.pdf

1、窄間隙焊接作為一種高效化焊接技術(shù)因其熱輸入量低、生產(chǎn)率高、熱變形小和對材料熱損傷低等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用于大厚壁板管等金屬結(jié)構(gòu)的制造中。雙絲窄間隙GMAW可提升熔敷效率并有效地解決傳統(tǒng)窄間隙GMAW易出現(xiàn)的側(cè)壁熔合不良的問題。本文對平焊與立焊位置雙絲窄間隙熔滴過渡和電弧行為進(jìn)行了觀察分析,探索了共熔池焊和非共熔池焊的雙絲窄間隙立焊工藝,并研究了共熔池行為對立焊工藝穩(wěn)定性的影響。
　　首先改進(jìn)了原有的雙絲窄間隙GMAW焊槍,簡化焊槍內(nèi)部

2、結(jié)構(gòu),完善焊槍的絕緣和氣密處理,并針對先前噴嘴水冷效果不佳的缺點重新設(shè)計了適用于共熔池法焊接的插入式水冷銅噴嘴和非共熔池法焊接的雙氣體保護(hù)通道噴嘴,最終得到了性能穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)緊湊的雙絲窄間隙焊炬。
　　使用背光法和主動視覺法對平焊和立焊雙絲窄間隙熔滴過渡和電弧行為進(jìn)行了分析對比研究,發(fā)現(xiàn)相較于平板堆焊條件下,窄間隙焊接由于坡口對電弧拘束和雙絲之間熱量補(bǔ)充而表現(xiàn)出促進(jìn)雙絲熔滴過渡的特點,并且主從絲的熔滴過渡也存在差異;另外脈沖峰值電壓

3、、脈沖頻率及脈沖時間都對窄間隙中熔滴過渡和電弧形態(tài)有影響。在立焊條件下,重力不能沿焊絲軸向促進(jìn)熔滴過渡,需采用較大的焊接規(guī)范,或較高的脈沖時間與脈沖頻率,才能得到合適的熔滴過渡形式。
　　采用大規(guī)范焊接條件,分別從雙絲間距、導(dǎo)電嘴彎曲角度、主從絲送絲匹配、主從絲送絲速度、焊接速度及脈沖峰值電壓六個參數(shù)角度對雙絲窄間隙共熔池向下立焊進(jìn)行了工藝探索,并得到成形優(yōu)良且無宏觀缺陷的Q235鋼30mm厚單道多層焊接頭。通過高速攝像觀察,發(fā)現(xiàn)

4、了使用彎曲導(dǎo)電嘴來增大側(cè)壁熔合量的雙絲焊系統(tǒng)在立焊位置生成的共熔池是不對稱的,并且這種不對稱性影響了雙絲的熔滴過渡和焊接過程的穩(wěn)定,是工藝試驗中諸多問題的直接原因。
　　針對共熔池焊焊接規(guī)范區(qū)間窄并且穩(wěn)定性不足的特點,采用非共熔池法,從送絲速度、焊速、峰值電壓和雙絲間距對雙絲窄間隙向下立焊焊縫成形進(jìn)行了工藝研究,得到了穩(wěn)定的焊接過程和Q235鋼30mm厚單道多層焊焊縫。最后,根據(jù)非共熔池焊的特點,指出了非共熔池法焊接需要進(jìn)一步研究