外加磁场作用MIG焊电弧及熔滴过渡行为研究

发布时间：2020-10-23 13:36

　　 磁控焊接技术作为近年来逐步完善起来的新型焊接技术,通过外加磁场与焊接电弧、熔滴的相互作用,可对焊接电弧和熔滴过渡进行控制,细化晶粒,提高焊缝力学性能。研究不同外加方式的磁场与MIG焊的作用效果,有助于丰富与完善磁控焊接技术的机理,为推广磁控焊接技术的实际应用奠定理论基础。本文以低碳钢MIG焊为研究对象,通过实验选取合理的焊接工艺参数。借助高速摄影仪对焊接过程进行拍摄,获取外加直流纵向磁场的不同方向、不同励磁电流对MIG焊电弧、熔滴的形态以及运动方式的影响。结果表明:在一定范围内的磁场参数下,随着励磁电流的增加,电弧向外扩张,发生旋转运动,其形状由圆锥形变成钟罩形;熔滴偏离焊丝中心,绕焊丝轴线运动,由球形变成椭球形。通过比较发现,直流纵向磁场的不同方向对焊接电弧、熔滴形态的影响规律是相同的,但对其运动方式的影响则有所不同。通过高速摄影仪观察外加交变间歇磁场对MIG焊电弧、射流过渡的影响,并建立电弧内部带电粒子和液态金属导电流体的运动受力模型来分析焊接电弧与液态金属导电流体的运动机理。研究发现:在励磁电流和励磁频率的作用下,电弧作周期性扩张、收缩变化,并绕焊丝轴线作顺时针、逆时针交替变化,焊丝末端的导电流体则偏离焊丝轴线做旋转运动。当导电流体较短时,近似直线形状,当导电流体较细长时,其旋转运动曲线近似螺旋线状。电弧烁亮区的亮度和形状也会随着导电流体运动的变化而不断变化。在焊接电流为320A,焊接电压为35V,焊接速度为0.7m/min,氩气流量为18L/min下进行MIG焊接实验。当励磁频率为40Hz,励磁电流为0.6A时,焊缝表面平整光滑,鱼鳞纹间隙变得更加均匀、致密;随着励磁电流的增加,焊缝熔宽先增大后减小,熔深先减小后增大;焊缝组织在电磁搅拌作用下得到细化,在励磁电流为0.6A,励磁频率为60Hz时,焊缝组织细化程度最高;焊接接头的硬度值得到明显提高,在励磁频率60Hz,励磁电流0.6A时最大,最大值为281.47HV。
【学位单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG444.74
【部分图文】：

本文借助高速摄影仪研究了不，并通过建立模型分析其机理，完的日后应用打下基础。状的简介型的焊接控制技术，其原理是通过对焊接过程进行控制。依据外加磁般将外加磁场分为横向磁场、纵向恒定磁场和交变磁场。磁力线与电弧的轴线方向垂直，如弧受洛伦兹力的作用会发生单方向动频率会随着交变磁场的频率而变

图 1-2 外加纵向磁场装置示意图尖角磁场 由两组不同磁极交叉产生，如图 1-3 所示。尖角磁压缩，使电弧的电流密度、能量密度和压强分布在长径方时，只需调大励磁电流就可以增加电弧的穿透力，而无需图 1-3 外加尖角磁场装置示意图磁场在焊接中的发展

图 1-3 外加尖角磁场装置示意图中的发展侠[10]将交变横向磁场引入到高速 改善焊缝成形。兵等人[11]将横向旋转磁场作用于奥成形和电弧瞬时形态的影响规律电弧形状和电弧对工件的作用区龙等人[12]将外加横向交变磁场作布、压力分布及熔池内液态金属弧是一种热和力分布均匀的热源变磁场作用于 TIG 焊中，利用电弧热量分布，发现相对于无外加
【参考文献】

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本文编号：2853108