共熔池串列双丝旋转电弧焊焊缝成形及其电信号分析

发布时间：2017-11-08 07:19

  本文关键词：共熔池串列双丝旋转电弧焊焊缝成形及其电信号分析

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【摘要】：世界工业现代化市场竞争的加剧,促使各种先进高效焊接工艺方法的快速发展,尤其是双丝串列高效MIG焊的开发取得令人瞩目的成就,然而双丝串列电弧MAG/MIG焊具有很高的焊接速度,无法采用人工焊接,因此,高速精确的焊缝跟踪成为双丝串列MAG/MIG焊的迫切需求。本文将旋转电弧传感器和双丝串列电弧焊结合起来,设计旋转电弧引导的、两个电弧在同一熔池内燃烧的共熔池串列双丝旋转电弧焊工艺,既可达到双丝串列电弧焊的熔敷率,又具有旋转电弧的焊缝跟踪能力,同时利用旋转电弧对熔池的搅拌作用细化焊缝组织、减小孔隙率、提高焊缝强度和塑性,在实现焊缝跟踪的同时提高焊接质量。首先,进行单丝旋转电弧焊平板堆焊实验,研究焊接工艺参数对旋转电弧焊焊缝成形的影响。研究结果表明:焊接电流增大,熔宽明显增加,熔深和余高也有所增加,熔敷速度增大,成形系数减小,余高系数几乎保持不变;焊接电压增大,熔深和熔宽均有所增加,余高减小;熔敷速率几乎保持不变,余高系数增大,焊缝成形系数先不变后减小;旋转频率增大,熔深有所减小,余高略有减少,熔宽先增后减。成形系数和余高系数均增大;随着焊接速度的增大,熔深、熔宽、余高均减小;熔敷速度呈指数形式下降,成形系数有所增大,余高系数略有增加。其次,设计了旋转电弧引导的共熔池串列双丝旋转电弧传感器,并进行了双丝平板堆焊实验,研究了焊接工艺参数对共熔池串列双丝旋转电弧焊焊缝成形的影响,并将旋转电弧焊与共熔池串列双丝旋转电弧焊焊缝成形进行了对比。发现串列双丝旋转电弧焊不仅在焊接速度上提高了焊接效率,当双丝旋转电弧焊的焊接速度为90cm/min时,其熔敷速率为7.83g/s,而当旋转电弧焊的焊接速度为80cm/min时,其熔敷速率仅为5.99g/s;而且有效改善了焊缝成形。最后,对共熔池串列双丝旋转电弧焊过程中采集的电流信号进行了统计学分析发现:相较于尾随焊丝,前置焊丝电弧不稳定,焊接电流波动大。增大前置焊丝或尾随焊丝的电流均会影响两个电弧的稳定性。增大前置焊丝的焊接电压可以提高前置焊丝电弧的稳定性,但会使得尾随焊丝电弧的稳定性降低;增大尾随焊丝的焊接电压对前置焊丝电弧稳定性影响不大,但会减弱其自身焊接电弧的稳定性。另外,角焊缝跟踪实验中前置焊丝电流信号滤波后,电流波形呈现一定规则的正弦波形,说明在串列双丝旋转电弧焊中前置焊丝可以起到焊缝跟踪的目的。
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG444

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本文编号：1156148