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双丝脉冲MAG焊的熔滴过渡及工艺特征.pdf

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    关 键  词:
    脉冲 MAG 过渡 工艺 特征
    资源描述:
    第33卷第10期
    焊接学报
    Vol 33 No. 10
    22 F 10 F TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION October 20 1 2
    双丝脉冲MAG焊的熔滴过渡及工艺特征
    于露,李桓,杨立军,韦辉亮,高莹2
    (1.天津大学天津市现代连接技术重点实验室,天津300072;
    2.天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室,300222)
    摘要:搭建了并列式双丝脉冲MAG焊工艺试验系统,通过双丝脉冲协调控制器连接
    试验所用的两台电焊机,在试验过程中采集了焊接电流、电弧电压信号,并用高速摄像
    机对焊接过程的电弧行为与熔滴过渡过程进行了同步拍摄.应用上述试验系统,在实
    现稳定焊接过程的基础上,分别研究了脉冲峰值电压与脉冲基值电压、两个焊丝在垂直
    于焊道方向上的距离、焊枪倾角这三个因素对电弧行为、熔滴过渡过程及焊缝表面成形
    与焊缝几何尺寸的影响.确定了最理想的脉冲峰值一基值电压,并且发现在文中所述
    试验参数下,焊丝间距11mm为两电弧形成共熔池、同焊道的上临界距离.结果表明,
    随着焊枪倾角的增加,焊鏠熔深增加,熔宽减小,在焊接速度和送丝速度不变的前提下
    余高增加
    关键词:双丝焊;熔滴过渡;脉冲电弧
    于露
    中图分类号:TG403文献标识码:A文章编号:0253-360X(2012)10-0025-04
    0序言
    焊过程中电弧电压、焊接电流、焊丝间距、焊枪倾角
    对电弧行为熔滴过渡过程和焊缝成形的影响
    双丝双弧焊接工艺是以高速度、高熔敷率、高质
    量为标志的高效化焊接的一种主要方式12.双丝1试验系统及焊接
    焊的两个电弧同时对工件进行加热焊接,相互的热
    效应有利于提高焊接速度、节约电能.双丝焊在单
    并列式双丝焊试验系统由焊接系统和信号采集
    位时间内焊缝成形的热输入量减少,因而热影响区系统两部分组成(图1).焊接系统包括与天津大学
    变窄,接头力学性能提高.双丝高效化焊接既可实研制的MK03型电弧焊脉冲控制器组合实现脉冲
    现高速焊接,又可实现高熔敷率焊接,也就是既可以控制的林肯 INVERTECTV3001道变焊机、林肯
    在薄板结构,也可以在厚大结构的产品焊接方面发 INVERTEC V350PRO逆变焊机、S-86A型送丝机,
    挥重要作用.但到目前为止,多数研究集中于信号采集系统主要包括 FASTCAM Super10KC、高
    Tandem型双丝焊们,而对于并列式双丝焊的研究速摄像机、电压传感器、电流传感器、数据采集卡
    较少.并列式双丝焊仍然存在许多理论和应用问题,(PCL-1800)、计算机及其附件.图1中两焊枪所在
    如两根焊丝的相对位置、倾斜角度、理想间距、理想的平面与焊接方向垂直.运用上述系统进行并列式
    的焊丝伸出长度、熔敷效率与焊接工艺参数之间的
    关系、熔滴过渡特性、多参数之间互相影响与优化匹
    配等都有待探索.因此文中通过焊接试验以及对焊
    接电弧、熔滴过渡高速摄像的分析,研究并列式双丝
    V350
    V300
    焊的工艺.文中搭建了并列式双丝脉冲MAG焊试
    验系统,并且在试验过程中同步采集了焊接电流、
    电弧电压和熔滴的高速摄像图像,研究双丝MAG
    收稿日期:2011-12-01
    基金项目:国家自然科学基金项目(51175374);天津市应用基础及
    前沿技术研究计划项目(09 ICY BJCO5000;天津市科技支
    图1并列式双丝焊焊接系统示意图
    撑计划重点项目(10 ZCKFSFO0200)
    Fig. 1 Schematic diagram of parallel welding system
    万方数据
    26
    焊接学报
    第33卷
    双丝焊试验,并在焊接过程进行电信号和高速摄像像的拍摄频率为1000帧/s,采集卡各个通道的采
    形貌信号的同步采集,焊接系统中左丝与焊机样频率125kH2.焊丝为H08Mn2SiA,焊丝直径1.2
    V350连接,右丝与V300连接.焊接过程中高速摄mm,保护气体80%Ar+20%C02,试验参数见表1
    表1试验参数
    Table 1 Experimental parameters
    送丝速度
    焊接速度
    焊丝间距右侧电压峰值
    右侧电压基值
    左侧电压峰值
    左侧电压基值
    /(m.min-1)
    u, /(mm.s-5
    L/ mm
    U。/V
    UM/ V
    U。/V
    Uo/ V
    4.0
    7
    9
    24
    良好的电参数区间.在保持焊接过程稳定的条件
    2试验结果分析
    下,改变右侧电弧的电压,2个电弧的电信号波形如
    图2所示,分别设定右侧电弧的脉冲峰值、基值电压
    2.1电弧电压对焊接工艺的影响
    分别为34,26V;32,24V;28,22V,与之对应的电弧
    射滴过渡、射流过渡、脉冲电弧等均可用于双丝形态如图3所示,由图3可知,随着峰值一基值电
    焊.文中采用脉冲电弧,在试件上进行双丝脉冲压的降低,电弧长度变得越来越短.由图3a可知,
    MAG平板堆焊,通过高速摄像、焊接电流和电压信当电压较大时,电弧长度增加,而电弧过长时,
    号的采集,找到电弧稳定、熔滴过渡良好、焊道质量电弧会发生剧烈摆动,使电弧的稳定性下降?,从

    SE S
    势费
    35
    30
    500
    500
    500
    ししししい
    40
    40
    出册
    MUNU
    30
    ん AU MUUU
    0.500.510.520.530.540.55
    0.500.510.520.530.540.55
    0.500.510.520.530.540.55
    时间tls
    时间t
    时间tla
    (a)右侧电压峰值34V,基值26V
    ()右侧电压峰值32V,基值24V
    ()右侧电压峰值28V,基值22V
    图2电弧电信号波形图
    Fig 2 Waveform of electrical signals of arcs
    而不利于实现稳定的焊接过程
    由图3c可知,当电压取较小值时,右侧焊丝出
    现大熔滴,熔滴过渡过程不稳定,图2可知,随右丝
    电弧电压的降低,其电弧电流也逐步降低.电弧力
    与通过电弧电流的平方成正比例关系,因此电弧电
    流的降低会大大减小促进熔滴过渡的电弧力.所以
    当电弧电流减小时,焊丝端头形成的液体金属不能
    a)U。=34V,U=26V(の)U。=32V,UL=24V()p=28V,U1=22V
    在减小的电弧力的作用下顺利过渡,因此液态金属
    图3改变电弧电压时的高速摄像形貌
    在焊丝端头逐步积聚,重力对熔滴过渡的促进作用
    ig3 High speed camera pictures of arcs while changing也越来越大,当其体积足够大时,在重力和电弧力的
    voltage
    共同作用下完成熔滴过渡
    万方数据
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