水下湿法焊接过程稳定性及熔滴过渡控制研究

发布时间：2020-12-18 06:16

　　水下湿法药芯焊丝电弧焊（FCAW）技术具有焊接效率高,适用于自动化焊接等优势,受到日益广泛的关注。与空气中焊接相比,水下湿法焊接稳定性差,飞溅数量较多。基于熔滴过渡控制技术开发专用焊接设备是提升焊接质量的一条重要途径,但由于水下焊接作业环境中的水体对光线的吸收、气囊的干扰等因素使水下湿法熔滴过渡过程的光学观测变得困难,水下湿法焊接熔滴过渡控制技术研究工作难以顺利开展。本文利用基于X射线高速成像技术,突破水环境对熔滴过渡观测研究的制约,进而获得了清晰的水下湿法焊接过程动态影像。在此基础上系统地研究了水下湿法药芯焊丝熔滴过渡过程,并以准确高效地评估焊接过程稳定性为目的,对各类焊接过程稳定性评估指标进行筛选,确定了以电弧电压变异系数为主的焊接过程稳定性评价指标,实现了对焊接过程稳定性的定量分析。研究了水下湿法药芯焊丝焊接的熔滴过渡过程,将其分为排斥过渡、表面张力过渡和短路过渡三类。分析了焊接参数对水下湿法焊接熔滴过渡过程的影响:增大焊接速度、电弧电压或者降低送丝速度均会增加排斥过渡发生的几率;加快送丝速度或降低电弧电压则易于发生短路过渡。研究结果表明,持续的短路过程易于引起熔滴爆炸,对焊接过... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：149 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

高压空气环境下GTAW的静特性曲线

- 5 -图 1-2 电弧电压随环境压力变化曲线[37]Fig.1-2 The curve of arc voltage changing with environment pre下湿法焊接电弧静特性，文献中记录的较少，其原因是较难固定。在研究水下湿法药芯焊丝焊接电弧静特性时材与导电嘴之间距离的方式研究电弧特性[38]，并基于 1-3 所示的电弧静特性曲线。挥电弧自调节作用是稳定的焊接过程得以实现的保障，因电弧受压缩使得电弧静特性曲线发生偏移，受其影以满足水下湿法焊接的需求。需针对水下湿法焊接的特技术研究，从而达到改善焊接过程稳定性，提高焊接

图 1-3 水下湿法药芯焊丝静特性曲线[38]Fig.1-3 Static characteristic curve of underwater wet flux cored wir对熔滴受力的影响囊的存在是水下湿法焊接的典型特征，气囊对电弧稳定弧的燃烧、熔滴的过渡均在气囊中进行，因此保护气囊得以进行的关键。深入探索影响气囊生成频率、体积的增强气囊保护效果，提高焊接过程稳定性。引燃之前，由于熔化极与工件之间接触时瞬时短路接触电极周围的水被电离成氢气与氧气，并受热产生一定量当焊丝熔化时，药芯内部的物质通过冶金反应，进一步处于一个动态平衡状态，电弧便在形成的气囊中燃烧。通过数值模拟计算的方法对水下湿法焊接气囊进行了研接电弧稳定性与保护气囊有密切的联系，气囊的形成和度和结晶速度三个条件，氢浓度越高，保护气囊存续时水环境压力越大，将会阻碍气液界面扩散速度，最终降


本文编号：2923515