TIG-MIG交替电弧复合焊接机理研究

发布时间：2022-09-29 13:10

　　随着“中国制造2025”这个概念的提出以来,中国制造促使着现代制造业的飞速发展。在焊接加工制造领域,能够满足当今以优质、高效为目标的新型高效焊接工艺方法成为研究的热点问题之一,业内竞争十分激烈。复合焊接工艺方法的出现,以焊接质量好、焊缝缺陷少、生产效率高等优点,博得了业内人士的首要关注,且作为实现焊接高效化的重点方向。传统的熔化极气体保护焊工艺中,焊接热输入量与熔敷金属量近似成比例关系,很难保证热输入相同的条件下,增大熔敷金属量。传统焊接工艺大部分为单点热源形式,即无法调节热输入在空间位置上的能量分布情况,从而不能够降低焊趾处的温度梯度。这两个大难题在一定程度上影响了焊接速度的大幅度提升。在焊接方向上延长热量的分布,且能够在大电流高速焊接条件下,获得低热输入的温度场,增大温度梯度从而获得液态金属流动的主要动力,可以十分有效地实现焊接的高效化,提高焊接速度、提升焊接质量。本文提出研究了一种新型的复合电弧焊接工艺方法,该工艺由一个直流反接的MIG焊和一个变极性TIG焊复合而成。其中MIG电弧作为熔化焊丝和促使熔滴过渡的主电弧,在焊丝和母材之间形成脉动的电弧形态;TIG电弧作为旁路辅助电弧,... 

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 国内外复合焊接技术研究现状
        1.2.1 激光-电弧复合焊
        1.2.2 双丝GMAW焊
        1.2.3 双钨极复合焊
        1.2.4 TIG-MIG复合焊
    1.3 研究内容的提出
        1.3.1 交替电弧复合焊接工艺的提出
    1.4 主要研究内容及思路
    1.5 本课题的研究意义
第2章 交替复合焊接系统及试验平台优化
    2.1 引言
    2.2 交替复合焊接系统框架
    2.3 电源动态系统性能优化
        2.3.1 电源硬件系统控制优化
        2.3.2 电源软件控制系统优化
        2.3.3 MIG单丝焊接试验PI参数优化
    2.4 交替复合焊接平台设计
        2.4.1 交替复合焊接双枪空间位置机构设计
        2.4.2 交替复合焊接平台搭建
    2.5 本章小结
第3章 交替复合焊接工艺“三极两弧”的形态及导电机理
    3.1 引言
    3.2 双TIG复合焊接工艺电弧形态试验方案
    3.3 TIG电源上管导通时复合焊接工艺试验电弧形态
        3.3.1 上管导通时,电弧现象一
        3.3.2 上管导通时,电弧导电机理分析
    3.4 TIG电源下管导通时复合焊接工艺试验
        3.4.1 下管导通时,双弧的导电特性
        3.4.2 下管导通时,双弧的导电通道的建立
        3.4.3 下管导通时,两极空间位置对电弧团形成的影响
    3.5 TIG电源交替导通时复合焊接工艺试验电弧形态
    3.6 本章小结
第4章 交替复合焊接TIG电弧行为
    4.1 引言
    4.2 交替复合焊接TIG电弧特点
    4.3 交替复合焊接工艺TIG电弧观察试验
        4.3.1 TIG上路持续导通电弧形态
        4.3.2 TIG上路持续导通电弧导电机理研究
        4.3.3 TIG下路持续导通电弧形态
        4.3.4 TIG下路持续导通电弧导电机理研究
    4.4 交替复合焊接TIG电弧的运动分析
        4.4.1 交替复合焊接TIG焊DCEN变换DCEP
        4.4.2 交替复合焊接TIG焊DCEP变换DCEN
    4.5 本章小结
第5章 交替复合焊接工艺实验
    5.1 引言
    5.2 交替复合焊接工艺实验方案
    5.3 钨极端头与焊丝中心线距离S对焊接规范影响分析
        5.3.1 Up=38V,S分别为3mm,4mm,5mm时焊接试验
        5.3.2 Up=40V,S分别为3mm,4mm,5mm时焊接试验
        5.3.3 对比不同S下的实验简析
    5.4 钨极端头与MIG焊枪导电嘴相对距离H对焊接规范影响分析
        5.4.1 Up=38V,L=15mm,H分别为10mm,11mm时焊接试验
        5.4.2 Up=38V,L=16mm,H分别为11mm,12mm时焊接试验
        5.4.3 Up=38V,L=17mm,H分别为12mm,13mm时焊接试验
        5.4.4 对比不同H下的实验简析
    5.5 MIG焊丝干伸长L对焊接规范影响分析
        5.5.1 Up=40V,H=11mm,L分别为15mm,16mm时焊接试验
        5.5.2 Up=40V,H=12mm,L分别为16mm,17mm时焊接试验
        5.5.3 对比不同L下的实验简析
    5.6 交替复合焊接工艺试验焊接规范探索
    5.7 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]多热源复合焊接技术的发展现状[J]. 郭晋昌,弥宁,寇元哲,崔凯.  陇东学院学报. 2017(03)
[2]交替双弧复合焊接电源及工艺[J]. 张涛,黄鹏飞,白韶军,卢振洋.  电焊机. 2016(01)
[3]铝合金激光-电弧复合焊接研究现状与进展[J]. 赵婷,张新戈.  焊接. 2012 (11)
[4]双丝间接电弧氩弧焊的熔滴过渡形式[J]. 曹梅青,邹增大,张顺善,曲仕尧.  山东科技大学学报(自然科学版). 2011(04)
[5]双钨极氩弧焊焊缝成形的数值模拟[J]. 张广军,赵琳琳,冷雪松.  焊接学报. 2008(08)
[6]双丝电弧焊研究现状及进展[J]. 曹梅青,邹增大,张顺善,曲仕尧.  山东科技大学学报(自然科学版). 2008(02)
[7]YAG激光等离子弧复合焊接热源光谱特征分析[J]. 陈俐,段爱琴.  电加工与模具. 2007(06)
[8]双电极气体保护焊工艺与控制(二)[J]. 李晓娜.  现代焊接. 2007(12)
[9]双电极气体保护焊工艺与控制(二)[J]. 李晓娜.  现代焊接. 2007 (12)
[10]激光等离子弧复合焊接熔池流动和传热的数值分析[J]. 李志宁,都东,常保华,王力.  焊接学报. 2007(07)

博士论文
[1]铝合金激光-TIG双面焊接特性与能量作用机制研究[D]. 苗玉刚.哈尔滨工业大学 2008

硕士论文
[1]交替双弧复合焊接设备与工艺研究[D]. 张涛.北京工业大学 2015
[2]双熔化极旁路耦合电弧GMAW焊接控制系统研究[D]. 李妍.兰州理工大学 2009
[3]激光—MIG电弧复合焊接基础研究及应用[D]. 王治宇.华中科技大学 2006
[4]双丝间接电弧气体保护焊研究[D]. 王春茂.山东大学 2005



本文编号：3682652