6061-T6铝合金高频脉冲辅助方波交流TIG焊研究

发布时间：2021-06-05 11:04

　　交流TIG焊是铝合金主要的焊接方法之一。然而,这种焊接方法熔深浅、生产效率较低,而且焊缝接头中容易产生气孔、热裂纹和软化等焊接缺陷。为了解决这些问题,高频脉冲交流TIG焊工艺受到了越来越高的重视。然而,高频脉冲交流TIG焊的应用受到焊接电源容量的限制。因此,本文采用在常规方波交流基础上,叠加频率大于10kHz的高频脉冲电流的方式进行6061Al厚板TIG焊工艺研究。首先,基于板厚为6mm的6061-T6铝合金平板,开展一系列高频脉冲辅助交流TIG平板堆焊实验。分析高频脉冲参数对电弧形态的影响规律,探究具体的焊接参数（高频脉冲电流频率、方波交流TIG焊接电流与高频脉冲电流的电流匹配关系、高频脉冲电流占空比）对焊缝成形及组织性能的影响规律。在焊接过程中,利用自主开发的“电参数-图像同步采集系统”对焊接过程的焊接电流、电弧电压、电弧形态等进行实时采集,采用电弧压力测试装置测试电弧压力,对焊后焊缝横断面的宏观缺陷和微观组织形貌分析。实验结果表明,相比常规交流TIG焊,高频脉冲的加入,电弧轮廓更为集中,稳定性和挺度明显提高;焊缝气孔率显著降低,焊缝成形良好。大幅度优化了焊接工艺参数,分别得到了板... 

【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：105 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１超音频脉冲变极性氩弧焊电源电路拓扑与电流波形图［２９］??Ｆｉｇ．?１－１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ａｎｄ?ｉｔ?

源的变极性输出特性。将斩波电路并联在变极性电弧负载上，通过实验验证，基??本实现了高频脉冲电流的叠加。采用变极性电路与高频斩波电路的同步控制，最??终实现ＤＣＥＮ上高频直流脉冲的叠加，其电源电流输出波形如图１－３所示。高频??斩波电路可输出的高频脉冲电流最大幅值为１００Ａ，高频脉冲最大频率为２０ｋＨｚ。??Ｉ?Ｂ????Ｃｐ〒?ｎ??ｉ?ｆｒｏ．?—??Ｌ…ｔ－?ｌ?Ｉ??〇＊）变扱性电路??Ｃ??＾?１????Ａ?认丁。丄?嫌??塞｛ｌ驟??ｓ，??ｉ）?＊??ｒ—?＾—－．??（叫离賴脉冲电路??图１－２电源主电路结构［２５］??Ｆｉｇ．?１－２?Ｃｉｒｃｕｉｔ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｍａｉｎ?ｐｏｗｅｒ?ｓｕｐｐｌｙ??５??

Ｆｉｇ．?１－３?Ｃｕｒｒｅｎｔ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ｗｅｌｄｉｎｇ?ｐｏｗｅｒ??北工大的李显等ｔ２７，３１，３２ｌ采用高频电源组与常规脉冲ＧＴＡＷ焊机电源并联??的结构搭建了高频耦合脉冲ＧＴＡＷ焊接系统，其高频电源主电路如图１－４所示，??它是由高频脉冲发生装置与电源功率部分组成。通过在常规脉冲ＧＴＡＷ焊接所??输出的特殊交流波形正半波时段叠加高频脉冲电流，其输出的电流电压波形如图??１－５所示。该高频电源可输出的高频脉冲电流波形类似三角波。当脉冲频率为??２０ｋＨｚ，占空比为５０％，脉冲基值为１０Ａ时，由于其高频脉冲的电流峰值被限定??在１００Ａ以内，所以，其高频脉冲有效值也只能达到７０Ａ左右。因此，该高频??脉冲电源输出的电流功率仍然较低。??６??

【参考文献】：
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本文编号：3212047