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焊(NG-GMAW)方法在船舶、核電等領域廣泛應用于厚板連接,但窄間隙焊接時極易出現側壁熔合不良的缺陷。通過控制電弧在窄間隙坡口內運動以增加側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電嘴的擺動來驅動電弧在窄間隙坡口內的橫向擺動,增加側壁熱輸入,從而改善側壁熔合,其扁平結構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焊槍進行了焊槍工藝性能研究。首先構建了完整的焊接系統,包括焊槍、焊接電源、擺動控制機構、循環(huán)冷卻水、氣保護裝置等;實際測試了焊槍饋電、冷卻水循環(huán)回路及氣體保護的性能,并對保護氣通道進行結構優(yōu)化,使得焊接系統滿足窄間隙焊接要求。其后,利用優(yōu)化后的焊槍進行焊接試驗,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行分析。最后

3、,利用高速攝影系統拍攝電弧及熔池形貌,利用數據采集系統及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,內部無氣孔等缺陷,側壁熔合良好。焊縫呈現擺動電弧焊接特有的“S型”,多層焊焊縫微觀組織呈現層間正火效