超細(xì)顆粒焊劑約束電弧超窄間隙焊接的實(shí)現(xiàn).pdf

1、窄間隙焊接是一種高效、低成本的焊接技術(shù),因其具有焊接線能量低、焊后殘余應(yīng)力小、工件變形小、熱影響區(qū)窄等優(yōu)點(diǎn),而被廣泛應(yīng)用在壓力容器、鍋爐、建筑、橋梁、船舶、重型機(jī)械和高壓管道等重要結(jié)構(gòu)部件的焊接中。然而,窄間隙焊接卻存在側(cè)壁熔合不良的問題,為了能在不擺動電弧的情況下使兩側(cè)壁熔合良好,可通過減小兩側(cè)壁間距即采用超窄間隙焊接的方法來解決此問題。但超窄間隙焊接卻存在電弧攀升的問題。
　　 為此,本文基于約束電弧以防止電弧攀升的思路以及

2、埋弧焊時(shí)焊劑顆粒熔化所形成的熔渣膜對電弧具有約束作用的原理,采用超細(xì)顆粒焊劑約束電弧的方法進(jìn)行了超窄間隙焊接,設(shè)計(jì)了一種適用于超細(xì)顆粒焊劑約束電弧超窄間隙焊接(UFGF—LINGW)用的焊槍和焊接工裝夾具,并進(jìn)行了相關(guān)焊接試驗(yàn)。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明:超窄間隙中采用超細(xì)顆粒焊劑約束電弧可以有效防止電弧攀升,并能獲得焊接過程穩(wěn)定、可靠且成形良好的超窄間隙焊縫。焊槍和焊接夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠滿足 UFGF-UNGW要求。在其它焊接參數(shù)一定

3、的情況下,焊劑顆粒目數(shù)越大,焊接時(shí)形成的約束長度越長,使得“凸”焊縫的形成傾向增加；采用“V”形金屬絲網(wǎng)襯墊焊劑顆粒的工藝進(jìn)行超窄間隙焊接,可以顯著增強(qiáng)電弧對側(cè)壁根部的加熱效果,有利于增加側(cè)壁根部的熔透深度,從而保證超窄間隙焊縫的熔合質(zhì)量。電弧電壓對側(cè)壁及側(cè)壁根部的熔合有重要影響,在其它焊接參數(shù)確定的條件下,隨著電弧電壓的增加,側(cè)壁根部熔透深度呈先增加而后減小的變化趨勢,即存在獲得最大側(cè)壁根部熔透深度的電弧電壓。通過試驗(yàn)確定了電弧電壓與

4、電流的匹配關(guān)系。該匹配關(guān)系表明,在電流為200-320A的范圍內(nèi),適合于 UFGF-UNGW的電弧電壓匹配范圍約為22-31V,在電弧電壓與電流合理匹配范圍內(nèi)的任一確定電流下,隨電弧電壓的增加,超窄間隙焊縫均依次呈現(xiàn)“側(cè)壁熔合不良”、“焊縫成形良好”、“咬邊”的焊縫成形規(guī)律。通過合理調(diào)節(jié)電弧電壓與電流,可改善電弧、熔渣壁及間隙側(cè)壁間的作用關(guān)系,使電弧陰極斑點(diǎn)在超窄間隙內(nèi)合理分布,從而實(shí)現(xiàn)對超細(xì)顆粒焊劑約束電弧超窄間隙焊接焊縫成形的有效控