基于摆动电弧传感器窄间隙立焊的研究
发布时间：2021-01-07 20:36
当前焊接构件大型化日趋普遍,特别是在大型压力容器、船体制造结构、海洋工业工程、核电行业以及管道工程等大型制造重工行业中,中厚板焊接越来越普遍,窄间隙焊接凭借其独特的优势在现代化重工装备生产中成为首选焊接技术,占据着举足轻重的地位。但是窄间隙坡口侧壁熔合难以及窄间隙焊缝跟踪问题依旧是窄间隙焊接的发展难点,而立焊作为全位置焊接中重要的组成部分,熔池金属受重力影响,造成熔池流淌,焊缝不成型、焊缝余高过高等焊接缺陷的产生,进一步增加了窄间隙焊接的难度。本文针对上述问题作了一定的研究。1、摆动电弧窄间隙焊接过程中熔滴过渡研究利用高速摄像仪采集摆动电弧窄间隙焊接过程中熔滴过渡情况,分别研究平焊、立向上焊以及立向下焊过程中熔滴过渡规律,揭示摆动电弧窄间隙焊接熔滴过渡规律,对比了不同焊接位置对熔滴过渡的影响,为摆动电弧窄间隙焊接熔池行为和焊接工艺研究提供基础。2、不同位置摆动电弧窄间隙焊接熔池行为的模拟研究了窄间隙立焊熔滴和熔池受力情况,建立窄间隙熔池热源模型,采用sysweld仿真软件对摆动电弧窄间隙平焊、立向上焊以及立向下焊熔池行为进行了研究,得出了不同焊接位置的熔池形貌,揭示了摆动电弧及重力对不...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
窄间隙焊接技术分类
导致侧壁熔和可靠性能差，这是窄间隙焊接的主要难保护气体、焊丝的导入困难，焊枪复杂，焊接难度大，需要熟作业。对接工件坡口的加工精度和装配精度要求严格，保证焊缝尺度上增加了焊接成本。窄间隙焊缝基本采用多层焊接，焊层间的焊渣清理工作繁琐复难度大。隙电弧摆动焊接方法研究现状隙熔化极气体保护由于电弧扩散角度小，电弧能量集中于坡口底部输入下焊接时，侧壁熔和状态不佳。为克服这个难点，常用手段是口侧壁间的摆动。根据其控制电弧的方法可以大致分为焊丝控制、还有熔滴过渡四大类[21]。窄间隙电弧摆动分类如图 1-2 所示。
图 1-3 波浪式焊丝窄间隙焊 图 1-4 麻花状焊丝窄间隙焊磁控控制电弧摆动窄间隙焊是根据电弧的特性，通过外加周期性变化的磁弧左右偏移，实现电弧在坡口内的摆动。其优点是可以简单通过调节电流改变磁场从而控制电弧的摆动频率和幅度，同时磁场的震荡在一定程度上晶粒的作用，获得均匀的焊缝组织。KangYH 提出了一种磁场影响电弧偏理数学模型，并通过理想试验证实了该模型；Kou S 采用磁控摆动电弧 T行了铝合金的焊接实验，发现磁场震荡能改善焊接接头的力学性能并减少陷[28]。但磁场的分布受保护气体、环境温度等的影响，因此磁场稳定性持，影响熔滴过渡的稳定，造成焊缝成型不佳影响焊接质量。机械控制电弧摆动方法根据电弧的轨迹可分为电弧摆动窄间隙焊和旋转间隙焊。包含两种摆动方案，一种是焊炬的左右摆动带动电弧的摆动，由隙坡口的限制，摆动幅度受到限制，侧壁融合问题难以解决，实际生产应，应用前景具有广泛性。另一种是将导电嘴折弯成一定的角度通过摆动机嘴在坡口内周期摆动造成电弧的左右摆动。相对于焊枪摆动节省了很大的
【参考文献】：
期刊论文
[1]探究工程机械焊接自动化技术的应用[J]. 曹继民,赫森. 建材与装饰. 2018(16)
[2]窄间隙电弧摆动焊接方法研究现状[J]. 何旌,黄健康,余淑荣,樊丁. 热加工工艺. 2017(23)
[3]窄间隙/超窄间隙焊接技术（四） 超窄间隙MAG/MIG焊接技术[J]. 张富巨,郭嘉琳,张国栋,王宇飞. 电焊机. 2017(08)
[4]窄间隙摆动电弧焊的传感信号处理[J]. 任震南,何俊杰,刘文吉. 焊接. 2017(06)
[5]管道窄间隙摆动MAG焊电弧信号偏差提取算法[J]. 孙霞,刘文吉,何俊杰,岳建锋,李亮玉,张睿远. 焊接. 2015(10)
[6]一种改进型电弧传感焊缝偏差提取算法[J]. 李华,田国华. 焊接技术. 2015(06)
[7]药芯焊丝CO2气体保护焊立焊单面焊双面成形焊接操作技术要点[J]. 朱锡霞. 科技与企业. 2015(07)
[8]电弧传感技术在焊缝跟踪中的应用[J]. 卿卫福,罗斌. 金属加工(热加工). 2014(10)
[9]双丝气电立焊厚板立缝焊接技术的研究[J]. 王凤兰,沙玉章,李景波,李建军. 焊接技术. 2012(07)
[10]新型窄间隙MAG旋转电弧传感焊缝偏差提取算法[J]. 黎文航,孙丹丹,杨峰,王加友,任彦胜. 材料科学与工艺. 2011(06)
博士论文
[1]空间多位置摆动电弧窄间隙MAG焊熔滴过渡与焊缝成形研究[D]. 徐望辉.哈尔滨工业大学 2015
硕士论文
[1]旋转电弧传感理论模型精确化与信号处理研究[D]. 陈斌.南昌大学 2017
[2]Ti40/TC4异种钛合金电子束焊接工艺及组织性能研究[D]. 江畅.南昌航空大学 2017
[3]窄间隙立焊焊缝成形及传感特性分析[D]. 牛孟阳.天津工业大学 2017
[4]管道窄间隙摆动电弧跟踪焊接参数特征研究[D]. 孙霞.天津工业大学 2016
[5]船舶小组立结构机器人旁路分流电弧焊接工艺研究[D]. 张本顺.哈尔滨工程大学 2016
[6]平面自主移动机器人空间弯曲角焊缝跟踪控制[D]. 乐健.南昌大学 2015
[7]窄间隙GMAW焊枪设计及立焊工艺特性研究[D]. 黄海艇.哈尔滨工业大学 2014
[8]高速旋转电弧传感焊接系统理论数学模型研究[D]. 罗香彬.南昌大学 2014
[9]双丝窄间隙GMAW熔滴过渡及立焊工艺研究[D]. 张威.哈尔滨工业大学 2013
[10]动态焊接热源模型的建立及数值模拟研究[D]. 张通.河北工业大学 2013
本文编号：2963203
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
窄间隙焊接技术分类
导致侧壁熔和可靠性能差，这是窄间隙焊接的主要难保护气体、焊丝的导入困难，焊枪复杂，焊接难度大，需要熟作业。对接工件坡口的加工精度和装配精度要求严格，保证焊缝尺度上增加了焊接成本。窄间隙焊缝基本采用多层焊接，焊层间的焊渣清理工作繁琐复难度大。隙电弧摆动焊接方法研究现状隙熔化极气体保护由于电弧扩散角度小，电弧能量集中于坡口底部输入下焊接时，侧壁熔和状态不佳。为克服这个难点，常用手段是口侧壁间的摆动。根据其控制电弧的方法可以大致分为焊丝控制、还有熔滴过渡四大类[21]。窄间隙电弧摆动分类如图 1-2 所示。
图 1-3 波浪式焊丝窄间隙焊 图 1-4 麻花状焊丝窄间隙焊磁控控制电弧摆动窄间隙焊是根据电弧的特性，通过外加周期性变化的磁弧左右偏移，实现电弧在坡口内的摆动。其优点是可以简单通过调节电流改变磁场从而控制电弧的摆动频率和幅度，同时磁场的震荡在一定程度上晶粒的作用，获得均匀的焊缝组织。KangYH 提出了一种磁场影响电弧偏理数学模型，并通过理想试验证实了该模型；Kou S 采用磁控摆动电弧 T行了铝合金的焊接实验，发现磁场震荡能改善焊接接头的力学性能并减少陷[28]。但磁场的分布受保护气体、环境温度等的影响，因此磁场稳定性持，影响熔滴过渡的稳定，造成焊缝成型不佳影响焊接质量。机械控制电弧摆动方法根据电弧的轨迹可分为电弧摆动窄间隙焊和旋转间隙焊。包含两种摆动方案，一种是焊炬的左右摆动带动电弧的摆动，由隙坡口的限制，摆动幅度受到限制，侧壁融合问题难以解决，实际生产应，应用前景具有广泛性。另一种是将导电嘴折弯成一定的角度通过摆动机嘴在坡口内周期摆动造成电弧的左右摆动。相对于焊枪摆动节省了很大的
【参考文献】：
期刊论文
[1]探究工程机械焊接自动化技术的应用[J]. 曹继民,赫森. 建材与装饰. 2018(16)
[2]窄间隙电弧摆动焊接方法研究现状[J]. 何旌,黄健康,余淑荣,樊丁. 热加工工艺. 2017(23)
[3]窄间隙/超窄间隙焊接技术（四） 超窄间隙MAG/MIG焊接技术[J]. 张富巨,郭嘉琳,张国栋,王宇飞. 电焊机. 2017(08)
[4]窄间隙摆动电弧焊的传感信号处理[J]. 任震南,何俊杰,刘文吉. 焊接. 2017(06)
[5]管道窄间隙摆动MAG焊电弧信号偏差提取算法[J]. 孙霞,刘文吉,何俊杰,岳建锋,李亮玉,张睿远. 焊接. 2015(10)
[6]一种改进型电弧传感焊缝偏差提取算法[J]. 李华,田国华. 焊接技术. 2015(06)
[7]药芯焊丝CO2气体保护焊立焊单面焊双面成形焊接操作技术要点[J]. 朱锡霞. 科技与企业. 2015(07)
[8]电弧传感技术在焊缝跟踪中的应用[J]. 卿卫福,罗斌. 金属加工(热加工). 2014(10)
[9]双丝气电立焊厚板立缝焊接技术的研究[J]. 王凤兰,沙玉章,李景波,李建军. 焊接技术. 2012(07)
[10]新型窄间隙MAG旋转电弧传感焊缝偏差提取算法[J]. 黎文航,孙丹丹,杨峰,王加友,任彦胜. 材料科学与工艺. 2011(06)
博士论文
[1]空间多位置摆动电弧窄间隙MAG焊熔滴过渡与焊缝成形研究[D]. 徐望辉.哈尔滨工业大学 2015
硕士论文
[1]旋转电弧传感理论模型精确化与信号处理研究[D]. 陈斌.南昌大学 2017
[2]Ti40/TC4异种钛合金电子束焊接工艺及组织性能研究[D]. 江畅.南昌航空大学 2017
[3]窄间隙立焊焊缝成形及传感特性分析[D]. 牛孟阳.天津工业大学 2017
[4]管道窄间隙摆动电弧跟踪焊接参数特征研究[D]. 孙霞.天津工业大学 2016
[5]船舶小组立结构机器人旁路分流电弧焊接工艺研究[D]. 张本顺.哈尔滨工程大学 2016
[6]平面自主移动机器人空间弯曲角焊缝跟踪控制[D]. 乐健.南昌大学 2015
[7]窄间隙GMAW焊枪设计及立焊工艺特性研究[D]. 黄海艇.哈尔滨工业大学 2014
[8]高速旋转电弧传感焊接系统理论数学模型研究[D]. 罗香彬.南昌大学 2014
[9]双丝窄间隙GMAW熔滴过渡及立焊工艺研究[D]. 张威.哈尔滨工业大学 2013
[10]动态焊接热源模型的建立及数值模拟研究[D]. 张通.河北工业大学 2013
本文编号：2963203
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