擺動(dòng)電弧窄間隙GMAW橫向焊接焊縫成形及其影響因素研究.pdf

1、隨著核電、造船等一些重大裝備制造領(lǐng)域快速發(fā)展,對(duì)鋼板的需求量越來越高,鋼板厚度也越來越大。由于受鍛造設(shè)備生產(chǎn)能力的限制,目前國內(nèi)外一次軋制成形的鋼板厚度多數(shù)在250 mm以下,對(duì)于此厚度以上的鋼板,通常采用兩塊鋼板鑄坯相疊加,然后側(cè)面封焊,再進(jìn)行二次軋合的方法來制造。本課題針對(duì)大厚度鋼板軋合生產(chǎn)方案中側(cè)面封焊的工藝要求,采用擺動(dòng)電弧窄間隙熔化極氣體保護(hù)焊(NG-GMAW)進(jìn)行橫向焊接實(shí)驗(yàn),對(duì)鋼板側(cè)面的焊接焊縫成形及其影響因素進(jìn)行研究,得

2、到了成形良好的焊縫。
　　本課題首先對(duì)原有的窄間隙GMAW焊槍進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化與改進(jìn),通過改換驅(qū)動(dòng)電機(jī)、氣體保護(hù)罩、導(dǎo)電嘴等使焊槍滿足橫向焊接要求。以Q345D鋼為焊接母材,通過正交試驗(yàn),研究了單層焊接條件下各焊接參數(shù)對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律,重點(diǎn)研究了電弧擺動(dòng)幅度、擺動(dòng)頻率與焊縫成形之間的關(guān)系,并得到了最佳焊接參數(shù)范圍。在此基礎(chǔ)上研究了橫向多層焊接時(shí)熔池易下淌及側(cè)壁未熔合等焊接缺陷的產(chǎn)生原因,并通過對(duì)焊接參數(shù)的調(diào)控,找到一條控制焊接缺

3、陷,改善焊縫成形的途徑。最后,通過高速攝影系統(tǒng)對(duì)焊接過程中熔滴過渡方式及電弧擺動(dòng)行為的圖像采集,分析了擺動(dòng)時(shí)熔滴過渡方式及電弧加熱區(qū)域的變化對(duì)焊縫成形的影響規(guī)律。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,擺動(dòng)電弧窄間隙焊槍可以滿足坡口深度達(dá)60mm的窄間隙橫向焊接要求,焊接過程中電弧燃燒穩(wěn)定,焊縫表面成形良好。擺動(dòng)電弧增大了電弧對(duì)熔池的作用面積,電弧力有效地抑制了熔池的下淌。電弧加熱范圍的增大,改善了側(cè)壁受熱不均的情況,由焊縫金相組織可以看出焊縫側(cè)壁熔