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现代焊接技术发展的现状及展望
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&&&CMT焊接技术的发展现状
CMT焊接技术的发展现状
Development status of CMT welding technology
介绍了CMT新型焊接技术的工作原理、发展历程及发展现状.与普通MIG/MAG焊相比,CMT实现了熔滴到熔池的冷过渡,具有热输入小,无飞溅等突出优点,拓宽了普通MIG/MAG焊难以涉及的领域,适用于薄板或超薄板(0.3～3.0 mm)焊接,以及钢/铝异种材料连接等领域.CMT技术是焊接领域的革新技术,必将有力地推动焊接技术的发展及应用.
摘要： 介绍了CMT新型焊接技术的工作原理、发展历程及发展现状.与普通MIG/MAG焊相比,CMT实现了熔滴到熔池的冷过渡,具有热输入小,无飞溅等突出优点,拓宽了普通MIG/MAG焊难以涉及的领域,适用于薄板或超薄板(0.3～3.0 mm)焊接,以及钢/铝异种材料连接等领域.CMT技术是焊接领域的革新技术,必将有力地推动焊接技术的发展及应用.&&
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TIG焊接技术研究现状及发展趋势
讼文票焊接 技 术 研 究 现状 及发展 趋 势常云 龙’,高峰’,路林,高亚 楠,’,刘晓龙’沈 阳 工 业 大 学 材 料科 学 与 工 程 学 院沈 阳工 业大 学 化工装备 学院,辽 宁省 沈 阳 市辽 宁省 辽 阳 市 川摘要丁心焊 是 一 种 非 常 重 要 的 焊接 方 法。,在 工 业各 领 域 应 用广 泛,但丁心焊 存 在 熔深 浅丁心,效 率低 等 缺 点本 文 介 绍 了 目 前 国 内外 各 种 新 型、焊 接 技 术 包括磁 控。焊接技术,详细 论 述 其在 改 变 电 弧 特 性丁熔 池 流 动 等 方 面 特 点 和 作 用机 理分析 总 结了各 种问题,焊 的 特 点 及 存 在 问题。介 绍 了 丁 焊 接技 术 的 研 究 现 状 及 巫 待 解 决 的。并指 出焊一焊 将 有 着 良好 的 发 展趋 势焊关键 词一丁超 音频焊双钨 极 氛 弧 焊磁控焊目 舀发现,焊 过程 中在母 材 表 面 涂 敷 卤化 物 可 使 钦 合,钨极 氢 弧 焊,简称焊。金 焊缝 深度 增 加 至 今各 国 焊接 学者 在 活 性 剂 增 加 焊。是 一 种 现 代 的焊 接 方 法、由 于 它具有 电、接熔 深 的机 理 方 面 做 了 大 量 的 研究 工 作目前,活性弧 稳定、无飞 溅、焊 接质量 好焊 缝纯 净、成形美观、、焊 熔 深 增加 主 要 是 电弧 收 缩 和 表 面 张力 变 化两 种原 因 共 同作 用 的结 果。热影 响 区小可 以 焊 接 例 如镍 合 金,铝 合金钦合,金 等 几 乎所有 合 金 或 金 属 等诸 多优点 自 该技 术 已 被 广 泛地应 用 于工 业 的各个 领 域。世 纪 以来活 性剂受 电弧 高 温 作 用 蒸 发 电弧 四 周,,以 原 子形 态 包 围在并与周 边 低 温 区 能 量 较 低 的电子 结合 成 负,但 熔深 浅件, ,焊 也 有 自身 的缺点,如焊 接 速 度慢,焊接离 子 消散到 空 气 中导 电性 减 弱,导致 电 弧 内 电子 数 量 减 少,,电弧,熔敷 效 率 低 等,,导致焊 只 适 用 于 薄壁 制。使 电流 束缚 在 电弧 中 心,电弧 自动 收 缩,影 响 了 生 产 效率故 应 用 受 到 了限 制,因此,在以 致具有较 高 的能 量 密度故 焊缝变 窄熔深增 加。保 留它 原有 优点 的基 础 上 解决 的 问题 熔深,提高其焊接效率 成 为 巫 待 焊 电弧 能 量,此外即,熔 池 液 态 金 属 的表 面 张力 随 温 度 升 高 而 减 小。,,。目前,如 何 提高增大仃,由 于 表 面张 力 大 的液 体 粘 度 大, ,,流动,提 高焊 接 效 率 已 成 为全世 界 范围 内许 多焊接 学。性差因 此 表 面 张力小 的液 体 会 向表 面 张 力大 的 地方者 致力 研 究 的 一项 课题技 术逐 步诞 生,近 年来,一些新 型,焊接焊 接熔流 动 在熔 池 中 中心 区 域较 周边温度 高 表 面 张 力小。弥补 了焊 电 弧 能 量 分散,故熔 池 金 属 会 由 中心 向 四 周 方 向流 动形 成宽 而 浅 的 焊缝 后,,如图一,深浅等 缺点的应 用 前 景,在 焊 接领 域 引 起 了 高 度 重 视具 有 良好。但是,当熔 池 金 属 接 触 到 活 性 剂。活 性 剂 中 某些 元 素作 用 能 使熔 池金 属 的 表 面 张 力, ,焊研 究现状活 性 钨 极 氢 弧 焊,对 温 度 的依赖关 系 发 生 重 大 变 化 温度 系 数 转变 为 正表 面 张 力 随 温 度 升 高而 增 大』一简称一此时 熔 池 中心 区 域 由于 温 度 高而 具 有 较 大 的 表 面 张 力 使即,,。,从世纪年代 中期,鸟克 兰 巴 顿焊接研究 所熔 池 周 边 金 属 向 中 合区 域 流 动,如图一。这种资格次集流 动 模 式 可有 效 地 使 电 弧 热 量 通 过 液流 直 接 传 人熔 池 底部,锈钢 和镍基 合金、钦 合 金 等 重 要 部 件 的焊 接。,并 已得使底 部 的 加 热 效 率提 高 形成 窄 而 深 的焊 缝,。到焊接 界 人士 的普 遍 重 视 成本 高,但 由于 热 丝、焊 接设 备且 不 适 用 于铝及 其 合 金,铜及其合 金 等 导 电性 良好 的材 料焊接局 限 胜 ‘一,故 在 实 际 应 用 上 具 有一 定 程 度 的。一焊 公 司 率 先 研发图一熔池 金 属 流 动 示 意 图。一焊 接 技术 是 由 法 国。活性 剂 的种类繁 多目前,应 用 较 为广 泛 的 主要。的一项 重要 的创 新技 术是低 碳 钢 活 性 剂 和 不 锈钢 活 性 剂 两 类年,,张与传 统 热 丝焊 的设计 理 念 不 同,该 技术直接瑞 华 卜 得到 了 低碳钢 活 性 剂 的 最 佳 配 方一、即利 用 电 弧 弧 柱 区 的 辐射 热 和等离 子 区 的 高温 来熔 化 填充 焊丝 年, ,几一、,并 于。加 快焊 接 速度,且 焊接 过程不产 生 飞 溅。此年赵勇制定 了双焊 活 性 剂 的 行业 标 准一以”外,该 方法 的最 大优点在 于 无需 利 用 独立 电 源 对 填 充,利 用 牌号 为,的活 性剂 对 以 不 锈 钢 进 行 层左右焊 丝加 热只需 重 新设 计与送 丝 系 统 一 体 化 的 焊 枪,,实验最 终得 出不 锈钢 活 性 剂 相对涂 敷 量在,使 焊 丝 在进人 熔 池 之 前 通 过 弧 柱 区 焊 接辅 助设 备用 于 厚度 为。进而大 大简 化 了,时 所 得 的熔 深 最大是 普通 熔深 的、倍。除 卜述 两、但是,目前该 技 术并 不成熟,且 主要种 活性 剂 外,如 铝 合 金 活性 剂钦 合金 活 性 剂镁合。以 下 的 薄板 装 配。尚未 解 决 焊 接厚金 活 性剂等 多种 合金 活 性剂 也在研 究 和使 用 当中一度较 大制件 的 问题、焊与 传 统焊 相 比 以 其 熔 敷效率高成本 低,变一一焊形小焊 缝 质量好应用 广、,易 实现焊接 自焊 是利 用 一 套 四 辊 转 动 装 置产 生 的 高 速动化控制 等优点 被 广 泛应用 于军 工 设 备等尖端 领域 之广,航 天 航空 和 核电,线性振荡叠加在焊 丝 上 并将 焊 丝 平稳 输 送 的 一 种新 型。由 于 活 性 剂 的种 类 之 多使用 范 围焊 接技 术。焊 丝所 形 成的动态振 动将对熔 池形成 强烈,相 信 随着 人们 对这 一 技术的 不 断 了解 和认 识 水,的 机 械搅 拌引 起熔 池 液态金 属表 面 张力 的破坏,,进平 的不 断提 高要 作用一活性焊接 法 会在 生 产制 造业 中发 挥 重而 更 有 效的 清 除液 态金 属 中残 留的杂质及 气 体提高刀。焊缝 的质量一。虽然焊技术应 用广 泛,,但 是 目前 该 技术 的 降低虽然与热 丝而与叨田 皿焊相 比,一焊 缝杂质 的 含量 将,发 展 正 处 于 起步 阶段 究。其 工 艺 研究 也 只局 限 于理 论研,叫叭焊相 比焊缝 的成 形 较好,。此外,一竹焊 的焊接速 度 未 能 提高阁。不 适 合在焊接技术 正 处 于 起步阶段、研究 的人 员较、高 速 焊接领域 中使 用 热丝 年于 上 世纪,少一,但 是该 方 法 以 其 焊 接 速度 高变形 小能 够与 任”。焊何 水冷。焊 电源 连接等 特点 受 到 了广 泛 的重 视 窄间 隙焊热丝焊被成 功 开发这 种技 术 首 先年代 初 在 美 国 工 业 生 产 中 得 到 成 功应 用。称一!,脚皿,简之后,在 世界各 工 业 发 达 国家 推 广 使用,早在,世纪年代窄 间 隙 焊接 已 在 世 界 制 造。与 传统焊相 比 其在 节 约焊材 和 电能 的 同时,业,尤 其 是 压 力 容 器 领 域得 以 应用窄间 隙焊接是 将,提 高 了熔 敷 效 率 使而且 调整 了 焊 接熔 池 的热 输 人 量。,常 规 的焊 接 工 艺 与窄 间 隙坡 口 相 结 合通过 专 门 的装。焊 接法 用 于 厚 壁 制 件 成 为 可 能 焊 可 焊 的最 大 壁厚 达。目前,热丝置 和 控制 技 术 而 集 成 的 一 种 新 型 焊接 技 术 隙坡 口 大 大降低 了 焊 缝 的 填 充 量,由于 窄 间提 高 了 焊接 效率 和、热丝焊 接技术 已 经 在压 力 容器、军 械 制造 和焊接 接 头 性 能性等,,如 延 迟裂 纹、、回 火脆 化 能力冲击 韧。航 空 航 天 工 程 等高端 工业部 门 用 于碳 钢、合金 钢、不成 为一 种 高效高质、节 能 的焊接 方 法谬讼文攀由 于 受到窄 间 隙坡 口 宽度 的 限制 焊枪,,必 须 重 新 设计,可以 看 出,随着 弧 长 增加,与之 匹 配 的辐 射端高 度 降。尤 其是 枪 身 的 厚度,以便在 窄间 隙焊 接时。枪低,最 大 峰值 压 力提 高幅度增大,原 因 是 弧 长增 加 使身可 伸人 窄间 隙坡单 边 角 度为一,内 实 施焊 接通常一,窄间 隙坡 口!。超 声 作 用 电弧 的空 间增 大而 电弧 自身 的电 磁 收缩 力,间 隙 宽度 为,但是 由,降低,使超声 对 电弧 压缩 效果 更为 明显。压 力 峰 值增,于 受 到 多 方 面 因素 的限 制在 实 际生 产 应用 中,窄间量 变大但是 电弧 的增 长,会 使散失 的 热 量 增加。只隙坡间 隙坡 为最 佳宽度 一 般 为左右,因此 为 保 证焊枪 在 窄有 将辐 射端高度 降低 才得 以 弥补 消 散 的热 量内能 够 自 由 行 走。枪 身厚 度 以 不 超 过,当超 声 参 数 不 变 时,,将焊接 电流 由下降到。增大到这是 由,同时,考虑 窄 间隙焊 接中坡 口 两 侧难 熔 合压 力 峰值 增 加 量 从,目前窄 间 隙焊 多 数采 用 钨 极 偏 转或焊枪 摆 动 的 方。于 随 着 电流 的增 加电 弧 本 身 电磁 收缩 力 增加,电弧式 来 解 决 这 一 主要 问 题 ! 技术也 可 以 在 一 定程 度此外,窄 间 隙热 丝焊自身产 生 收 缩 程 度变 大,致 使离子 间 的 排 斥 与 碰 撞更。达 到坡 口 内壁 熔 合性 良好 的加 剧 烈 相 互 作 用 力趋 近 平 衡相对 于 弧 柱 自身 内 力,效果‘。。外 加超声 作 用 压 缩效 果 减 弱,,导 致 电 弧 压 力峰 值 增 加根 据 焊 接 工 艺 和 产 品 的要 求了 三 种 窄 间 隙 焊接 技 术 焊 及窄 间隙,国 内外 已 经研 发 出量下 降。即 窄 间隙。焊、窄间隙焊就 电 弧形 态 而 言 缩 现象。,超 声 的导人 使 其 整 体 表 现 出 收,焊,近 年来,窄间 隙,如图一所示电 弧 之所 以 发 生 收缩是 由 于 和 等 离 子流力以外。,技 术 以 其熔 敷 率 高一焊接质 量 易保证技 术方 法 易推,它 除 了 受 自身 的电磁收缩 力还 受 到来 自超 声 的声辐 射 力等 优 点 已 经 成 为当 今窄 间 隙焊接 中的 主 流而 窄间共 同 作 用 的结 果隙的 焊接焊方 法 也 正 在,’,型坡对 接 ! 和 厚 壁 大径 管道焊 需要 双 重气 体。当 中应 用。但 窄 间隙保 护装 置设 备 成 本 高且 较为 复 杂 超 声 钨极 氢 弧 复合焊一、,简称一一焊 是通 过 超 声 复 合装 置 将超 声 能量 导 入。焊 电弧 中 的 一种 全新 的 焊 接 方法一图一所示 为图一 一焊 原 理示 意 图。电 弧受 力 分 析,声 辐 射力 沿 电 弧 轴 线 方 向产 生 的合 力’三 力 共 同作 用 电 弧。,’可 使 电弧 更 加偏 向轴线方 向由上 图 可 知,声辐 射力,的 介 人 改 变 了 等离 子’流原来 的流 动 方 向迫 使等离 子 体 沿 合 力,方向由位 置运动 到图一位置运 动轨 迹 缩 短,。由于整个 电。超 声 复 合 电弧 焊接 原 理 示 意 图,弧都 处在超声场作 用 之中 故 电 弧 表现 为 被 整体 压缩年孙清 洁。利 用 超声 作 用 对焊 电弧这 一 改变使 电弧 力 对 熔 池 挖 掘 作 用 增 强 于电弧收缩,,并且 由特性进 行 了研究分 别在改 变 超声参数 和 焊接参 数 的,使得 能 量 更 加 集 中,产 生 的 磁 场强 度 增条件 下 对 电 弧 压力 进 行 了 测 量 数 一定 时一、结果 表 明一,当焊接参、加。根 据 磁 场 强 度 计算 公 式,电弧长度一辐 射端 高度 为,一、一时 电弧 压力 峰值 最高、且 该 峰 值较 传统、 、笋‘忱 忱皇卜忿兀示总一忠焊 增 加 量分别 为。式中一电弧 导 电半径总 的电弧电流丈“伦文 集电流 在 半 径为 处产 生 的磁 场 强度 弧 电流比,一半径内的 电8 ()激光一I TG复 合焊接技术,。电 弧 中 的磁 场 强 度与 导 电半 径 的 平方成 反,始 于 2 0 世 纪 7 年代 末 的 激 光电 弧 复合焊接 0一 种综 合 了激 光 与 电弧 各 自特 点 的先 进连 接 技术 于在 提 高焊接 效 率 的 同时,是 由由于 电弧 收 缩,导 电 半 径 减小,,故磁场 强 度 大 幅,。增加电磁对 流 增 强。使熔池 表 面 金 属 向中心 流 动改 善 了焊缝质 量,目前 已。增大 了 焊接熔 深在造船,、汽 车及 管 道 连 接 中显 示 出独 特 的 优 势加人在 电弧 静 特 性方 面由欧 姆 定 律 可 知,电 弧 收缩 其 电 位梯 静 特 性曲激光 后,激光 对 电 弧 吸 引,,电弧 将 变得稳 定。。调整激0 3使 电流 流通 面积减小度 随之 增 大 线 向 仁平移一,,整 体 的 电阻 值 增加,光 与电弧 的 位 置 可 以 得到质量 较好 的 焊缝2年,故 电流 不 变时 电弧 电压升 高,] 1 2 I 陈彦宾 l 在 去 掉 激光 同轴保 护 气 体 而 只 采 用 T G 焊的保 护气 体 进 行保 护 的条件 下,。I 对 T G 焊 电 弧 形 态及, ,焊能 够 利用超 声 能 量 压缩 电弧,,弥 补 了传焊缝 形 貌 进 行 了研 究卜4 A 0, P。统被 压缩焊熔深 浅 的缺 陷,但 是并非 电弧 的每 一 部分 均。二1( 0刃W,v=. 0结 果 表 明 在 规 范 较 小时 即 s 耐 的 环 境 下 激 光对 电 弧, 1 0而仅仅从 整 体 表现为 收 缩,经 电弧 光 谱实 验具有较 强 的压 缩作 用,一 旦 超过 这 一 规范,,随着 焊 接,证明明显,电 弧 中上 部 收缩 较 为显 著尾 部收缩 现 象并 不,电 流 和激 光 功率 的增加而 浅 的 焊缝。电弧 出现 扩张现 象形 成宽,,有 些地方 甚 至 出现 扩 张,而且 经 实验 验 证,在由此 总结 出在 去 除 激光 保护 气 体后,可电 弧 长 度较 短 时 深变 化也 不 显 著电弧压力并没有 明显 增大,焊 接熔。以 得 到宽而 浅 的涂覆 型焊道根 据此 特点,该 技术 可因此 该技术 需 要 进 一 步 改进用 于 高 速涂 覆。 2 0 9年,张 寰 臻 四 采 用 高速 摄 像技,超音频脉 冲超 音 频脉 冲焊术对 激光 作 用 电弧 时 的 电弧 形 态 进 行拍 摄 被激 光 照射 的位 置发 生 膨 胀 附近 时,发 现 电弧焊 接是 一 种 更 为先 进 的高 频 脉 冲在 自由 电 弧 的基 础,,当激 光 靠 近 电 弧 阴 极 区,焊接 工艺 方 法。加载超音 频 脉 冲,整 个 电弧 的体 积变 大,可 以 看 出激 光的作 用电 流 的调 制 作用 和 提 高 焊 接 质量可提 高 电 弧 的稳定性有 利 于 改善不 会使 电弧 收缩 的 目的( 。反而扩张,没有 达 到增大焊接 熔 深。超 音 频 脉 冲 电 流可 引起 电弧 明显 收,缩,热量 集 中。,电 弧 挺直度 和 能量 密度 显 著增 强熔9)双 钨 极 氢 弧焊 (T in一tu n g s t e n wT IGw e ld i n g,深 显 著增加0 2 2 1G 简称 T 一 I ),l} 北 京 航 空 航 天 大 学 的齐 铂 金 [ ‘ 在 电 流 脉 冲频 率 为 2 0 H z一 8 0 H : 的条 件 下 对 T G 焊 电弧 行 I k k年初近年 法 ( T 一T I,日本 的 焊 接 工 作者提 出 了 双 钨 极 氢 弧焊方,G)。并 在 大 型 厚 壁 的罐 体 焊 接 中取得 了 很T为 进 行 了研 究。研 究表 明,I 与常规 直 流 T G 焊 相 比,,好 的 焊接效 果一I TG焊 接 技术 是 通 过 设 置 在 同 一 焊当脉冲 电 流 频 率 高 于 音 频 时电 弧 出现 明显 收 缩。这枪 中 的两 个 相 互 独 立 的 钨极联合 产生 的藕合 电弧 进 行焊接。是 因 为超 音 频 脉 冲 电 流 产 生 了 脉 动 的 径 向 电 磁 收 缩 力,随 脉 冲频 率 的增 大,,电 弧 电 流密度 的脉动 变 化随,目前,对 双 钨 极 氢 弧 焊电弧 行 为 的研 究 甚 少,,多之 增 强 根 据 电磁 学 理论 电弧 的 收缩作 用 也 将更为 ] 明 显 19 此 外 在 实验 过 程 中 当脉 冲 频 率 分 别 为 . Zok H z 和 40kH 2 时 对 应 的 电 弧 电 压 分 别 为 r 1 V o 0 . .7 和 1 2 V 而 传 统 T G 焊 电 弧 电压 为 9 8 V 由于 电 0 5 I。, , ,数 相 关 资料 也 仅 局 限于 对单钨极 电 弧 的研 究s 2 林 等人 [ 的研 究。一 ] 6 2因此 吴对 双 钨 极 氢 弧 焊 电弧压 力 分 布做 了 详 细,研究 表 明双 钨极 电弧 形 态 发 生 扩 张,,在相,。同焊 接 电流 的情 况 下5 值 的 1/ 左 右 Zm m一s m m。电 弧 压力峰 值仅 为 单 弧压 力 峰 随 着 焊接 电 流 的 增 大,、流脉 冲频 率 的增 大产 生 的 径 向电 磁 收 缩力 增 大弧收缩,,使电另外、,弧长 由导 致 电弧 电压 的 变 大 f ] 0 2,。的增 加两 钨极 间距 的 减小双 钨极 电 弧。目前 80 kH z,在对 脉 冲 电 流 频率 的研 究 方 面最 高 限制 在。的气 动压力 均 由双 峰 分 布逐渐 变 为 单峰分布造成 上、并无更 高 频 率 的 研 究,此外,超 音 频 脉 冲设。述现 象 的 主要 原 因是 由于 当电 流 较 小 钨 极 间距较大 时,、弧 长 较短,两备 的成本较 高 因 此该 技 术 在 实 际 生产 中收 到 了 限制电弧中 的 电 流 密 度 较低两 钨极 间谬论文 集的 引力较 小,导致双 电 弧 中 心 的压 力 较 周 边 低、,因此本0 2、提 高 效率 的 同时 改 善 了 焊 缝 咬边、驼峰 等 缺 陷。产 生 双 峰 分 布 ; 但 当 电流 增大减小 时强,弧 长 变长,、钨 极 间距1年,,] 8 2 路林 等人 l 采 用多 元 非线 性 回 归 正交 组 合 的,电 弧 中 的 电 流 密度 增加两 钨 极 间 的引 力 增,方法以 施 加 在 高 速 n G 焊 上 的横 向磁 感 应 强 度 与 氢,双 电 弧 末 端 相互叠 加 的 区 域 变 大,致使 双 电弧 中。气 流量 作 为 因素,以 焊接 接 头抗 拉 强 度 和 焊缝 成 形 系,心 的压 力 值 逐 渐 高 于 周 边故变为 单 峰 分布。此外一 4,数作 为 目标 量 建 立 了二元二 次非 线性数学 回归 模 型钨 极 形 状 对电 弧 压 力分 布也会 产 生影 响示,如图 1所实现 了对焊接接头抗拉 强 度 与焊 缝成 形 系 数 的有 效 预测及 磁 场 强 度 变 化 对 焊 缝 质 量 影 响 规 律 的研 究。若钨 极 间 距 d 小 于 钨 极 直 径 D,,普通 的 钨极 不 能满 足要 求这 时 使 用偏 钨 极,。此 时 电弧 压 力 分布 较 普,I 经 过 对 T G 焊 施 加 纵 向磁 场 的 大 量 实 验 研 究发现,通 钨 极 集 中 压力在峰 值 区 增 大 由此 可 以 推断,在偏离 中心处 减小。I 纵 向磁 场 的 引 人 可 以 使 T G 焊 电 弧 发 生 旋 转,,同偏钨 极对 电弧 电流 的 导 向作 用 使 得双, ,时电 弧 形 态 由起 初 的 圆锥 形 变为钟罩 形 缩,产 生 卜端 收。电弧 中心 处 的 电流 密 度增 大 其 它 部 分 电流 密 度 减小下 端扩 张 的现象,,电 弧压 力呈现双峰 分 布 电弧 形 态 变 化程 度 增大, ,而且,造成 了 电 弧 压力 分布 的改变。随 着 磁场 强 度增加 力 峰值 增 大,电 弧压。电弧 中心 压 力 减小甚 至 出 现负 压,测试 磁 场作 用 下 的焊接 电流 密 度分 布与电 弧 压力 具 有同样分布 特征。目前 国 内外 对磁 控 T G 焊 的 研 究 多集 中在低频 磁 I场范 围a L,对 高 频 磁 场 研究 介 绍 甚 少G。少昔 通 妈 做b 气 少倔 玛 极2I T焊接 技 术 展 望e 一 钨极 尖 角 ; d一 钨 极 间距 ; 1〕 钨 极 直 径 一图 1 一 4 不 同 形 状 的钨 极I I 现 阶段 的新 型 T G 焊接技 术是在 传 统 T G 焊 的基础 上 演变 而 来,I 旨在 弥补 传 统 T G 焊 的 缺点,。虽然一综 卜所 述,在 焊 接 参数 一 定 时,双 钨极 氢弧 焊 的,些 新 型 皿 G 焊接 技 术 并 不 完 善,在某些 方 面 尚存 在 问,电弧 压 力 与传 统 T G 焊 相 比 并 没 有 增 大 I反 而 减少 了,题 而且 其 中许 多 新技 术 的发展应用 仍 处 于起 步阶 段许多,而 且 其 电弧 形 态 也 显 示 膨胀 的趋势。没 有改 善el山n g )。但 因焊 接效率 高、焊 缝 质量 好、生 产 成本 低、设备 简。I T G 焊 熔 深浅 的缺 陷( 1 0 )单易 操 作 等显 著优 点 而 存 在 着 巨 大 的 发 展 潜 力随着磁 控 皿G 焊 ( Meie on 卿 t C 加 l皿 G W国 内外专 家学者 对 T G 焊新 技 术 的进 一 步 研 究 日渐成 I 熟,磁 控 技 术应 用 在 焊 接 过程 已 经 进 人 成 熟 阶段 I 谓 磁控 T G 焊 接技术 周围, ,所I 相 信 更 加 完善 的 T G 焊新技术 将 被 研 发 出来 I 基 于 T G 焊 技术 的 新工 艺, I T G。此I 就是将磁 场 引人到 T G 焊 电 弧,外,焊 开 发 研 究厚 板从 而 改 变 电 弧特 性增 大焊接熔深,提 高 焊接材料 的磁 控 高 速 焊 接技术也是有 待 开 发 的一 项 重 要 的应 用 领域。速度 的 一 种 现 代焊 接技术。I 高 速 T G 焊 接技术 可 大 大缩 短 焊接时间 I 高 T G 焊接 效 率, ,,从 而提3总结,但 是 提 高焊 接速度 的 同 时会 使 电 弧,、I 本文介 绍 了有 关 T G 焊 的 一 些 发 展多种 T G 焊的变形技术 I 如下 途 径 实 现 :, ,详细 阐 述 了后 拖 阳极 斑点滞 后 导 致 焊 缝 产 生 驼 峰 咬边 等缺陷 为此,。目前 增 大 T G 焊熔深 可 通 过 I沈 阳 工 业 大 学 l 采 用 外 加 横 向磁场 作 用 于 高 n 2,I 速 T G 焊 表明,以 解 决 由 于 高 速 带 来 的 焊 接缺 陷。实验( 1 ) 改变熔 池液 态金属 流 动方 向将 电弧热 量3 . 外 加 横 向 磁场 可 将 氢 气 流 量 从 0 7m 爪 降低 到 . . 0 5m 3爪 焊 接 电流 从 9 A 降低 到 7 A 焊接速度 从 3 5 而 5 5 . m i 提高 到 5 0 耐m i 此 外 外 加磁场作 用 可 对 电 弧 n n、集 中 于熔 池 底 部,增 大焊 缝 深 度 ;, , ,、( 2 压缩 电 弧 热量与能量 集 中 电 弧 压 力 提高 )。,使 得 电弧 对焊缝 的 挖掘 作 用 增 强 大大 增 加 焊 接 熔深另外,,。进行 约 束,提 高 电弧 的 挺 直 度,增 加熔深,在 降低成加 热 填 充 焊丝,使其 在 进 人熔池 之 前便 达守论文 票到熔化 温度,进 而 大 幅度 提 高熔 敷 效率 ; 改变 填充焊,. : ] ( 弧行 为 研 究 tD : 博 士 学位 论 文 ) 哈 尔 滨 哈 尔滨工 业 大学1 [ ] 7 , 2 0 1 0 .丝 的送 丝 行为可有效提 高 焊 缝质 量。孙 清洁,杨 春 利.,林 三 宝,等..超声参考 文 献【 张 瑞 华 樊 丁 余淑 荣 ] l . 活 性 剂 研 制 [J] 焊接 学报, 2 0, ,] J 钨 极 氮 弧 复合 焊 金 属 熔 化 行 为 分 析 〔焊接 学.0 3低 碳钢 A, 2 4 ( 2 ) :一I TG焊的.报, 2 0 1 0, 3 1 ( 3 ):41一4 416一1 811 【8 杨 明 轩,齐铂 金.,从保 强.,等,快 变换超 音【 张瑞华 ] 2,樊丁.低 碳钢 A一I T,G焊的活性剂的,2 0 0 3频 直 流 脉 冲 GTA W电弧 行为 【 ] J: 4 6 8北 京 航 空航 天 大 学学焊接 性研 究 【 ] J. 1 9 2 1.甘 肃 工 业 大 学 学报: 9 2 ) l (报, 2 0 1 2, 3 8 ( 4 )一4 7 1,] 3 [张瑞华,金玉静 .,王荣, 2 0 1,等, 0 4.0 (A一 T I: 6 ) 7G焊活 性0孙栋 胡绳荪 . J 焊 电 弧 的 阳 极 行 为 「] 焊接 学报2 〔 0』 齐铂金,9 1 〔 ] 赵 家瑞,,等1 9 9 2.,I 高频 脉 冲 T G1 3 ( 1 : ) 5 9,一. 6 6. 剂 的 行 业 标 准 [J 」 电 焊机] 4 [一7 3.徐海 鹰,周兴国, 2 0,等, 0 9 3.0快 变换超音( 7 : ) 5 7赵勇,严铿.,不锈 钢 A, 2一I T,G焊 活 性 剂对 焊 缝3 3 ( 4 : ) 2 4. 频 直 流脉 冲 TIG 焊 [J」 焊接 学报 2 【 1 陈彦宾,一6 0.成 形 的 影 响 [J ]5」刘 顺 洪 【焊 接技 术 权雯 雯,00 4一. 2 5陈杰,李俐群 等 激 光与 电弧相 互作.,.. 王 任 飞 A- 工 焊 的研 究现状 T G,用 时 的电弧进;态及旱刻参 [ 征J 1 脸2] 张 裹臻,,焊接 学 报, 2的3 ,. . J 和 发展 趋势 [ ] 航 空航 天 焊接技术 飞0 . . 6 【] 吴 军 A 一 T G 焊 接 技 术 【 现 代 焊 接 I ] J,2 0 1:0( 9 )4 5,, 2 0 0 3 ( 5 ). : 5 9【 张 瑞华 ] 7,尹燕( 5 : ) 1 4..活 性 焊接 法 研 究 现 状 【 ] J.吴世 凯 肖荣诗 C 激 光 作 用 下 直 O . . 一1 0 1 流 TIG 电弧 特性 分析 [J] 焊接 学报 . 21 【 3 冷 雪松 张广 军 吴 林 双钨 极 氮弧 焊 藕合 . . 一1 7 电 弧压 力 分 析 [J ] 焊接 学报,,. :0 0 9. 24 ( : 55 8 ) 1 -23:0( 3 )97,,,,200622(9:)13现 代 焊接, 2 0 1 0,【 葛小 层 ] 8.2 0试 论 A一 T I, 0 3 3 2 ( 3 ) :G焊 接技 术 的研 究 与 发 展. 1 9张 海 宽 吴 林 等 双 钨极 氮 弧 焊 工 . . . J 艺 及焊缝成形 湘 里分析 [ ] 焊接 学 飞5 报4 2 [ ]王 树保,,,.2,,0 0 72 5(z:)2 1. J 【] 焊接 技 术,L [2 5 」 e n 9 X S .d y 0 n t w i n, 2 han,9GJWu,L. e t a 1 A s t u【 陈裕 川 1 9.6热 丝 T I 焊技术 的新 发展 (一 ) G. : ) 9一 t un9,5t en TI G wel di ngmet ho. d现 代 焊接, 2 0 0 8, (C H I NA W E L D IN G, ,, 2 0 0 6. 1 5 ( 1 : ) 4 9 5 2口0 赵福 海 ],G 华学明 叶 欣 等 热 丝 TI 焊方法 最.2[26]Zhan, g G J Len,. W u L P h y s i c s e h a r a e t e r igXS新 研 究进 展 [ 1 J.金 属 铸锻 焊技 术, M e l t o n, 1 0 1, 4 0 ( 3 ):15压. a l5ticofcouplingarcoftwin一t u n g s t e n T I w e l G d.in g.1 【 1 ] W o 1 o sz y n A CC o,GSende, MetN on f e r ro u s M e t.S o c,.C h in a, 2 0 0 6:81382 7皿p a r i s o n o f a d v a n e e d M I G a n d / M A G . I IW D o c : 1,T lG w e l2 〔7 ] 常 云 龙杨 殿 臣.,魏 来,等..外 加 横焊接学d in g P r o c e s s e s [1 2. 1 5〕杨 学兵 唐 伟 窄 间 隙 T G M G S A 焊接技 I / A / W . . 一2 9 J 术 【 ] 电 焊机 . 1] 行 计 【3 余 刚 窄 间 隙 T G 焊 耗 受 研 究 [D : ( 硕 士 I ] . : 学位 论 文 ) 上 海 上海 交通 大 学 . 牛 恩 辉 1型 坡 口 对 接 窄 间 隙 手 . 工 TI 单 面 焊 双 面 成 形 焊 接 工 艺 [ 〕 现 代 焊 G J, , 2 0 1 0 4 0 ( 7 : ) 1 4 , . 2 0 1 1 1 [ ] 4.向 磁 场 对 高速 T I 焊 缝 成 形 的 影 响 〔 G ] J报, 2 0 1 1, 3 2 ( 3 ):49一5 2不锈钢管 . I l J 磁 控 高速 T G 焊 多 元 非 线 性 回 归 模 型 〔 焊 接 学2 [ ] 8路林,常云 龙.,李英民,等.报, 2 0 1 2, 3 3 ( 6 ):93一9 6,9 2 [」 云 龙 杨旭 常,李大用,. 等 外加纵 向磁场 作用, 2 0 1 0 , 3 1 ( 4 ) : 4 9下 的 T IG 焊 接 电 弧 [J ] 焊 接 学报.一5 2.接, 2 0 1 0, ( 1 ). : 5 6 5 7张 相 福 厚 壁 大 径 管 窄间 隙 T G 自动 焊技 术 I . . 一3 9 J ] 现 代焊 接 探 讨 与应 用 [ . [ 1 6 ] 孙 清洁 电 弧 复合 焊接 方 法 及 电 超声,11 【5.3] 【 0 罗健 吴 毅 雄 . 理 [J ] 金 属 学报, , 2 0 0 1.3T W 外 加 纵 向 磁 场 G A 焊接 机2 ( 2 : ) 2 1 2,一2 1 6.,20 12(9:)3 53 [1王雅 生,薛锦,罗键,.2 2T w 外 加纵 向磁 场 G A( 3 : ) 1 7一I TC焊接机 理 [J ] 焊接 学报., 2 0 0 2一2 0.3 咬
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