耦合電弧鎢極GPCA-TIG焊接方法研究.pdf

1、為了解決TIG焊熔深小，熔敷率低，高速焊時(shí)成形差的問題，本論文通過改變鎢極型式和活性元素引入方式，提出了一種高效活性焊接方法——耦合電弧鎢極GPCA-TIG(Gas Pool Coupled Activating TIG)焊接方法，可在大電流高速焊接下獲得良好的焊縫成形，增加焊縫熔深。
　　耦合電弧鎢極GPCA-TIG焊通過改變鎢極尖端型式，將其分割成四份，使電弧壓力明顯低于相同規(guī)范下的普通TIG焊電弧壓力，可應(yīng)用在高速度焊接中，

2、提高焊接生產(chǎn)效率。同時(shí)采用雙層氣體引入活性元素O，使操作更方便，并能有效防止鎢極和熔池金屬氧化。其中，引入活性元素O不但能降低熔池金屬的表面張力，改善高速焊中的咬邊、駝峰焊道等成形缺陷，而且還能使得熔池金屬表面張力溫度系數(shù)變?yōu)檎?，Marangoni對(duì)流由熔池周邊向熔池中心流動(dòng)，焊縫熔深顯著增加，焊縫成形良好。
　　針對(duì)耦合電弧鎢極GPCA-TIG焊接方法，進(jìn)行了電弧特性研究。隨著鎢極直徑、弧長和鎢極伸出長度的增大，耦合電弧鎢極的

3、最小穩(wěn)定起弧電流呈現(xiàn)增大的趨勢。采用靜態(tài)小孔法測量電弧壓力，比較了普通鎢極TIG電弧壓力和耦合電弧鎢極TIG電弧壓力，分析了焊接工藝參數(shù)對(duì)電弧壓力的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)耦合電弧鎢極可顯著降低電弧壓力。采用探針法測量了電弧陽極電流密度分布，分析了弧長和鎢極伸出長度對(duì)陽極電流密度分布的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在相同焊接條件下耦合電弧鎢極TIG電弧的陽極電流密度峰值明顯小于普通TIG電弧的。并采用電弧光譜法對(duì)比分析了采用普通鎢極和耦合電弧鎢極、有和無外層氣體

4、時(shí)的電弧溫度以及電弧中不同位置的溫度。
　　在電弧特性的研究基礎(chǔ)上，進(jìn)行了耦合電弧鎢極GPCA-TIG焊工藝試驗(yàn)。通過比較普通TIG焊、耦合電弧鎢極TIG焊和耦合電弧鎢極GPCA-TIG焊的焊縫表面成形和熔深，發(fā)現(xiàn)耦合電弧鎢極GPCA-TIG焊由于綜合了耦合電弧鎢極和外層活性氣體的作用，可較好地改善焊縫表面成形和增加熔深，避免了駝峰和咬邊的產(chǎn)生。
　　本論文通過對(duì)耦合電弧鎢極GPCA-TIG焊的電弧特性和焊接工藝研究，認(rèn)為該