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热丝TIG焊的工艺及性能研究

王陆钊  
【摘要】: TIG这种焊接方法由于采用惰性气体保护,电弧燃烧相当稳定,焊缝质量十分优异,是高端工业部门焊接制件和精密零部件首选的焊接工艺方法。但是TIG焊由于其电极的载流能力有限,电弧功率受到限制,熔敷速度低,尤其是中等厚度的焊接结构,需要开坡口和多层焊。热丝TIG焊是在普通冷丝TIG焊的基础上加一个单独的热丝电源对焊丝进行预热,不改变焊接线能量的情况下增加焊丝熔化速度,从而提高焊接生产效率。 试验中使用的热丝电源是一个输出为恒功率的电源,本文中分析了热丝电源恒功率工作的原理,并从理论上计算出了不同热丝电流和送丝速度条件下焊丝的预热温度。 使用热丝TIG接管机,用H08CrMoVA焊丝在外径45mm,壁厚8mm的q235钢管上进行冷、热丝TIG堆焊。改变焊接电流和热丝电流的大小,测定在一定电流下的送丝速度,计算熔敷速度。在焊接主电流为120A,热丝电流40A时,热丝TIG焊的熔敷速度比同样主电流下冷丝TIG焊提高了150%。为研究焊接主电流与热丝电流对熔敷速度的影响,逐渐增大主电流减小热丝电流,计算所得的焊丝熔敷速度逐渐增大,得出主电流是影响焊丝熔敷速度的最主要因素。固定焊接主电流,热丝电流,焊接电压,改变焊接速度测定送丝速度,发现焊接速度与送丝速度存在最佳匹配值,即送丝速度是焊接速度的10.32倍时,生产效率最高。焊后观察堆焊焊缝的微观金相,在热影响区出现了较为粗大的魏氏组织。 用热丝TIG接管机,选用H08CrMoVA焊丝对外径42mm,壁厚5mm的12CrMoV钢管进行了冷、热丝TIG焊的对接工艺试验。为了提高电弧挺度,焊接主电流采用脉冲电流。经过计时发现,热丝TIG的焊接速度比冷丝快25%以上,提高了生产效率。对焊接接头进行拉伸试验和X光无损探伤,结果表明冷、热丝对接管材的抗拉强度均达到了生产应用的标准,在焊缝中也未出现气孔、裂纹、夹渣等缺陷。观察焊缝的微观金相组织发现,冷、热丝TIG对接焊缝中未出现粗大魏氏组织。


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