超聲-TIG電弧物理特性及焊接工藝研究.pdf

1、TIG焊是一種高質(zhì)量的焊接方法，可以得到優(yōu)良的焊縫成形，但是單道熔深淺、焊接效率低。超聲-TIG焊接方法可以有效彌補(bǔ)普通TIG焊的不足。為進(jìn)一步發(fā)掘此方法的優(yōu)勢(shì)，本文針對(duì)系統(tǒng)中尚未完善的部分進(jìn)行了改進(jìn)，研究了超聲-TIG物理特性及焊接工藝，并對(duì)超聲-TIG電弧收縮機(jī)理進(jìn)行了初步探討。
　　首先利用有限元軟件對(duì)復(fù)合焊炬進(jìn)行了優(yōu)化，分別確定了變幅桿輻射端、冷卻機(jī)構(gòu)及工具頭形式和尺寸的最佳方案，滿足了超聲振動(dòng)系統(tǒng)諧振及焊接的要求。改進(jìn)后

2、的焊炬系統(tǒng)具備優(yōu)良的協(xié)調(diào)性、穩(wěn)定性、可靠性及實(shí)用性。
　　以聲壓強(qiáng)度為研究對(duì)象，測(cè)定了不同溫度、不同種類傳播介質(zhì)中的輻射聲場(chǎng)分布，確定了聲場(chǎng)諧振模式。采集了超聲-TIG電弧壓力、靜特性及溫度場(chǎng)分布。試驗(yàn)表明超聲-TIG電弧壓力明顯提高，電弧顯著收縮，靜特性曲線中的電壓值皆處于較高水平。同電流下的超聲-TIG焊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)焊件更大的熱輸入，焊后冷卻速率有所增加。由于熱量的定向傳遞特點(diǎn)，超聲-TIG焊熱輸入增大并未導(dǎo)致熱影響區(qū)熱輸入量的

3、增加，這對(duì)于減輕熱影響區(qū)晶粒長(zhǎng)大程度，提高接頭性能有著積極的作用。
　　試驗(yàn)研究了超聲-TIG復(fù)合焊接工藝。采用匹配良好的工藝參數(shù)進(jìn)行了304不銹鋼板的對(duì)焊試驗(yàn)。結(jié)果證明了超聲-TIG焊可以在更小的規(guī)范下實(shí)現(xiàn)單面焊雙面優(yōu)良成形。熔透情況下，超聲-TIG焊縫中心出現(xiàn)較大區(qū)域的等軸晶、焊縫邊緣區(qū)柱狀晶得到細(xì)化、熔寬和熔化面積大大減小、熔合區(qū)寬度變窄、δ鐵素體相分布更為均勻。力學(xué)性能測(cè)試顯示，超聲-TIG焊接接頭抗拉強(qiáng)度、塑性皆優(yōu)于普通