金属粉芯型药芯焊丝电弧物理特性试验研究

发布时间：2017-09-25 12:31

  本文关键词：金属粉芯型药芯焊丝电弧物理特性试验研究

  更多相关文章： 金属粉芯型药芯焊丝 熔滴过渡 飞溅 电弧稳定性

【摘要】：金属粉芯型药芯焊丝作为可以替代实心焊丝的焊接材料，被广泛应用于汽车制造、船舶制造、桥梁等结构钢的焊接。金属粉芯型药芯焊丝的药芯中含有比较多的金属粉，其冶金反应比较剧烈，对焊接过程中熔滴过渡、飞溅及电弧的稳定性影响比较严重，因此对金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡及相关电弧物理特征研究具有重要意义。 本研究采用不同类型的金属粉芯型药芯焊丝通过高速摄像机、汉诺威弧焊质量分析方法来研究电弧物理的特征，同时也利用数学方法对焊接过程的稳定性进行评价。 研究结果表明：金属粉芯型药芯焊丝的主要过渡类型有大颗粒短路过渡、大颗粒排斥过渡、细颗粒过渡、射滴过渡；飞溅模式主要有短路爆炸飞溅、熔池飞溅、电弧力飞溅、熔滴爆炸飞溅、气泡放出型飞溅；电弧形状由不规则形状变为“钟罩状”或“锥状”。 随着电流的增加，金属粉芯型药芯焊丝的主要过渡模式逐渐由短路过渡转变为大颗粒排斥过渡、细颗粒过渡、射滴过渡。电弧形状由不规则形状变为“钟罩状”或“锥状”。 随着保护气体中惰性气体量增加，熔滴过渡类型不会发生明显改变；飞溅量和焊接烟尘会明显减少，主要是因为CO2在高温下分解出CO，CO与熔滴和熔池金属发生反应，冶金反应剧烈，增加飞溅和焊接烟尘。 通过分析瞬时电流电压的波形图和频次分布图，短路过渡的电流电压波形图有规则的周期变化，最近的两个波峰或波谷距离越近短路过渡频率越高；对于电流电压波形图波动性较小，，具有这样特征的就是排斥过渡或者细颗粒过渡；瞬时电流电压的频次分布图中的双驼峰特征，表明焊接过程有熄弧和再引弧现象，这是短路过渡最明显的特征，而电流频次分布图在横坐标方向的范围越小，其电流的波动性越小。 随着电流的增加，U-I图集中度增加，电弧稳定性增加；随着电流的增加，标准偏差和变异系数逐渐降低，电弧稳定性逐渐提高。
【关键词】：金属粉芯型药芯焊丝 熔滴过渡 飞溅 电弧稳定性
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG422.3
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 金属粉芯型药芯焊丝的发展10-11
• 1.2 药芯焊丝电弧物理特性研究现状11-15
• 1.3 金属粉型药芯焊丝电弧物理特征研究现状15-18
• 1.4 电弧及熔滴过渡研究方法18-20
• 1.5 课题的目的及意义20-21
• 1.6 本文主要研究内容及研究方法21-22
• 第二章 试验材料及方法22-30
• 2.1 试验材料及设备22-25
• 2.1.1 试验材料22-23
• 2.1.2 高速摄像23-24
• 2.1.3 汉诺威焊接质量分析仪24-25
• 2.2 金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡试验25-28
• 2.2.1 电流对熔滴过渡及飞溅的影响试验26-27
• 2.2.2 保护气体对熔滴过渡及飞溅的影响试验27-28
• 2.3 金属粉芯型药芯焊丝电参数采集试验28-29
• 2.3.1 电流对瞬时电参数的影响28-29
• 2.3.2 保护气体对瞬时电参数的影响29
• 2.4 数学计算分析简介29-30
• 第三章 金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡观察及分析30-48
• 3.1 金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡模式30-34
• 3.1.1 短路过渡30-31
• 3.1.2 大颗粒排斥过渡31
• 3.1.3 细颗粒过渡31-32
• 3.1.4 射滴过渡32
• 3.1.5 飞溅特征32-33
• 3.1.6 电弧特征33-34
• 3.2 电流对药芯焊丝熔滴过渡及飞溅的影响34-45
• 3.2.1 电流对熔滴过渡的影响34-39
• 3.2.2 电流对飞溅的影响39-42
• 3.2.3 电流对电弧特征的影响42-45
• 3.3 保护气体对熔滴过渡及飞溅的影响45-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第四章 金属粉芯型药芯焊丝电参数特征48-66
• 4.1 不同电流下的金属粉芯型药芯焊丝电参数特征48-56
• 4.1.1 焊接电流及电弧电压波形图48-53
• 4.1.2 电压电流频次分布图53-56
• 4.2 保护气体对金属粉芯型药芯焊丝电参数特征的影响56-64
• 4.2.1 焊接电流电弧电压波形图56-61
• 4.2.2 电压电流频次分布图61-64
• 4.3 本章小结64-66
• 第五章 金属粉芯型药芯焊丝电弧稳定性分析66-74
• 5.1 不同电参数的 U-I 图66-69
• 5.1.1 A 型金属粉芯型药芯焊丝 U-I 图66-68
• 5.1.2 C 型金属粉芯型药芯焊丝 U-I 图68-69
• 5.2 标准偏差和变异系数69-72
• 5.2.1 不同电流下的标准偏差和变异系数69-70
• 5.2.2 不同保护气体下的标准偏差和变异系数70-72
• 5.3 本章小结72-74
• 第六章 结论74-76
• 参考文献76-80
• 致谢80-82
• 攻读硕士期间发表的学术论文82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马志才;唐元生;;金属粉芯型气体保护焊丝在管道焊接中的应用[J];安装;2008年11期

2 朱六妹,肖孝菊,王伟,谢明立;CO_2焊熔滴过渡特征的分析和研究[J];电焊机;2000年01期

3 杭争翔,殷树言;降低CO_2气体保护熔化极电弧焊飞溅的途径[J];电焊机;2000年12期

4 黄军平;曾君;;金属粉芯焊丝+RMD技术在管道全位置根焊中的研究及应用[J];电焊机;2009年03期

5 朱洪亮;王喜春;;金属粉芯焊丝自动焊在管线建设中的应用[J];电焊机;2009年05期

6 冯晓庆;刘海云;周增;;自保护药芯焊丝电弧稳定性分析[J];电焊机;2009年06期

7 周增;刘海云;王志明;;长输管道用纤维素焊条工艺性评价[J];电焊机;2010年03期

8 杨立军,杨运强,李桓,邓黎丽,李俊岳;CO_2气体保护焊飞溅的实用控制技术[J];工程机械;2000年09期

9 李俊岳,杨运强,李桓,张晓囡,杨立军;焊接电弧光谱信息测控技术及其应用[J];中国工程科学;2001年07期

10 余圣甫,李志远,朱六妹,刘顺洪;CO_2气体保护焊药芯焊丝的改进[J];机械工程材料;1998年01期

本文编号：917414