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不锈钢A-TIG点焊工艺研究

姜国峰  
【摘要】: 随着近年来工业领域对焊接技术高效率、高质量的要求,出现了各种新型的焊接方法。A-TIG焊(Activating TIG Welding)目前已有厂家应用于不锈钢、铝合金的焊接中,其焊接接头能够满足相关标准要求,得到良好的焊缝尺寸和性能,大大提高了焊接生产率。本文将活性焊接法引入到不锈钢TIG点焊当中,即A-TIG点焊(Activating TIG Spot Welding),这种新型点焊方法采用电弧作为热源,在工件表面涂覆一层活性剂,在同样焊接参数下,改善焊点成形尺寸。 本论文中试验选用2mm厚度的SUS304奥氏体不锈钢薄板作为母材,纯Ar作为保护气体时,研究了主要工艺参数对A-TIG焊点尺寸和抗剪切强度的影响规律,得出了最佳焊接规范。在混合气体Ar+CO2同时作为保护气体时,针对不同的CO2气体含量,通过工业CCD摄像机,得到不同的焊点表面成形和电弧形态,研究出CO2气体的最佳含量。 通过力学性能试验分析了A-TIG焊点和活性气体保护焊点的硬度、抗剪切强度的变化以及焊点的断裂方式,并通过点焊的金相组织分析,研究了活性剂和CO2活性气体对TIG焊点的显微组织的影响。试验结果表明,A-TIG点焊在最适参数下,焊点的各项性能均能达到工业生产要求。在CO2气体保护下的焊点虽然各项性能比普通TIG点焊略有提高。 为了能够实时采集到焊接过程中的信号数据,搭建点焊采集系统的硬件平台和编辑软件采集程序,对点焊的电压信号和电弧图像信号进行采集。采集到的数据可以清楚的显示TIG点焊、A-TIG点焊和混合气体保护TIG点焊的电压值变化规律以及焊接电弧的形貌。 分析采集到的电压和图像数据,通过电弧形貌和电压值的变化,研究A-TIG点焊和混合气体保护TIG点焊的熔深增加原因,A-TIG点焊是熔池的表面张力梯度的改变主要作用,而活性气体作用下,电弧收缩和表面张力梯度改变都起到相辅相成的作用,使得焊点熔深增加。 A-TIG点焊方法操作方便、设备简单并且易于广泛应用,能够应用于不锈钢薄板的焊接中,得到良好的焊点尺寸和机械性能。同时在焊接过程中进行实时采集,对于A-TIG点焊法实现自动化生产具有很好的借鉴意义,是一种具备开发的潜力和应用价值的新型点焊技术。


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