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双丝GMAW电弧行为及熔滴过渡特征的研究

吴少杰  
【摘要】:双丝焊作为一种高效的焊接方法,成为国内外许多学者研究的重点和热点。本文借助高速摄影仪及汉诺威数据采集系统,将电流、电压波形与电弧形态和熔滴过渡结合起来,重点研究了不同参数下双丝GMAW电弧形态和熔滴过渡特征。 研究了双丝CO2焊不同电流组合和不同参数下的电弧形态及熔滴过渡特征。前后丝电流都为非脉冲时,电弧间的电磁干扰严重,在实际生产中几乎没有应用;当前后丝电流在脉冲和非脉冲交叉组合下,为了降低电磁力的干扰,两丝都配以小电流、低电压,熔滴以短路形式向熔池中过渡,焊接过程较稳定;通常,前丝决定熔深,后丝则影响焊缝表面成形,因此可以根据不同需要选择不同工艺。当前后丝都为脉冲电流时,两丝采用小电流配低电压时,使弧长较短,保证电弧间的干扰较小,使熔滴采取稳定的短路过渡,焊接质量良好。增加电压值及干伸长度,弧长也随之增大,此时电弧摆动加剧;熔滴以大颗粒形式过渡,焊接过程不稳定,飞溅严重;若在增加弧长同时增大电流,此时电弧变窄,多种熔滴过渡方式并存,焊接过程极不稳定。 在双丝MIG/MAG焊中,前后丝电流在脉冲和非脉冲交叉组合下,为了降低两弧之间的电磁干扰,非脉冲电流使用低电流,小电压,使之实现短路过渡;使用脉冲电流的焊丝则实现一滴的射滴过渡。这时增加电流或者电压都会使电磁干扰作用上升,熔滴过渡偏离焊丝轴线。前后丝都采用脉冲电流时,脉冲峰值和脉冲时间是影响熔滴过渡的主要因素,本文所采用的焊接电源固定了脉冲峰值,调节脉冲时间,当脉冲时间较短时,熔滴主要通过多脉一滴的过渡方式,该种过渡方式下的焊缝成形差,飞溅严重。当脉冲时间适当(2ms)时,熔滴以一脉一滴的方式过渡,该过渡方式下的焊接过程稳定,焊缝成形好。当脉冲时间较长,在一个脉冲周期内出现多个熔滴过渡,即一脉多滴式,该过渡方式下的焊接过程易产生飞溅,焊缝易形成指状熔深。在以Ar+CO2为保护气的MAG焊中,随着CO2含量的增加,形成一脉一滴的过渡方式所需的能量增加,在C02达到30%时,增大脉冲时间不能使之实现一脉一滴的过渡方式,因此在双丝MAG焊中应控制CO2的含量。


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