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环境压力与焊接极性对GMAW焊接过程稳定性的影响

叶小艳  
【摘要】:近年来,随着我国海洋资源的不断开发,越来越多的采油平台、输油管道等水下构件需要组装和维修,水下焊接技术的重要性日益突出。由于海洋资源的开采深度不断增大,焊接环境压力不断升高,焊接环境对水下焊接技术提出了更高的要求,所以研究及发展适合深海域的水下焊接技术意义重大。 高压干法GMAW被认为是当前最主要的水下焊接方法之一,与常压焊接相比,高压环境会对焊接过程的稳定性产生新的影响,但目前我国对高压干法GMAW的研究仍然处于初期阶段。本文通过高压焊接实验系统开展了焊接实验,研究了环境压力对GMAW焊接过程稳定性的影响,并通过改变焊接极性,研究了焊接极性对高压干法GMAW的影响。本文的主要研究内容如下: (1)基于高压焊接实验舱,设计了GMAW焊接实验平台和焊接控制系统,实现了高压环境密封舱条件下的自动化焊接。建立了焊接过程信息采集系统,可进行焊接过程电弧形态、熔滴过渡行为、焊接电信号等信息的采集。 (2)基于正交设计方法,设计了实验方案。根据实验要求选取了合适的焊接试件,设置了焊接参数,规划了焊接实验的基本步骤。 (3)根据实验方案进行了高压干法GMAW焊接实验,依次设定环境压力为01MPa、0.4MPa、0.7MPa、1.0MPa,采集焊接过程的相关信息,分析总结了压力对焊接过程稳定性的影响规律,如随着环境压力的升高,焊接过程的稳定性逐渐下降 (4)分别调节焊接电参数、焊丝伸出长度及保护气成分等因素进行了焊接实验,研究了这些因素对高压干法GMAW的影响情况,确定了最优的焊接参数,为相关工程应用提供了参考依据。 (5)通过对比直流反接和直流正接时的焊接过程稳定性、焊缝表面成形、焊缝截面成形情况,研究了焊接极性对高压干法GMAW的影响。 本文研究表明,对于高压干法GMAW,随着环境压力的升高,焊接过程稳定性逐步下降,飞溅现象严重;在压力环境下,通过采用直流正接的方式能够明显改善飞溅现象。该研究为今后高压干法GMAW焊接的进步研究及应用奠定了基础。


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