鋁合金超聲-MIG復合焊接熔滴過渡行為研究.pdf

1、將超聲縱波作用于鋼的熔化極惰性氣體保護焊(MIG)焊接過程,發(fā)現(xiàn)熔滴過渡穩(wěn)定性提高,過渡頻率加快,可使用的穩(wěn)定焊接規(guī)范區(qū)間擴大。在此基礎上,本文將超聲引入鋁合金MIG焊接。
　　首先,采用高速攝像和電信號采集裝置分析超聲-MIG電弧行為規(guī)律。連續(xù)變化焊接參數(shù),常規(guī)MIG與超聲-MIG弧長隨焊接電壓的增加而逐漸增加,超聲-MIG弧長的增加率小于常規(guī)MIG。超聲-MIG電弧長度與投影直徑減小,電弧亮度增加;靜特性曲線上移,電場強度增大

2、一倍;焊絲熔化曲線右移,焊接電流變大。常規(guī)MIG電弧形態(tài)隨氣流量與干伸長的改變發(fā)生了巨大變化,超聲-MIG電弧形態(tài)保持穩(wěn)定。電弧自身調節(jié)作用在超聲作用下加強,焊接系統(tǒng)具有更高的靈敏度和響應速度,超聲-MIG焊接具有更強的穩(wěn)定性
　　其次,研究了短路過渡的熔滴過渡特點。高蒸汽壓的合金元素易形成蒸汽噴發(fā),沖擊熔池的反作用力會上托熔滴,使其以巨大的體積飄浮于熔池上方。對于不同電壓的短路過渡超聲作用效果不同。結合超聲輻射力在電弧空間的分布

3、情況,在靠近工件處為向上輻射力區(qū)間,鋁熔滴質量較小,短弧情況下熔滴過渡受到阻礙作用。在電弧較長時,熔滴處于向下輻射力區(qū)間,在常規(guī)MIG中以混合方式過渡的熔滴,在超聲-MIG中以自由方式過渡到熔池,超聲起到了促進熔滴過渡作用。與超聲-MIG鋼焊接的現(xiàn)象比較分析。對于質量較大的鋼熔滴,電弧空間被壓縮是短路過渡頻率加快的根本原因;對于鋁合金熔滴,工件附近向上的超聲輻射力是熔滴過渡頻率變小的決定因素。
　　最后,研究鋁合金超聲-MIG的自

4、由過渡熔滴行為。高蒸汽壓的合金元素對焊接過程的穩(wěn)定性有重要影響。熔滴下部過熱處,金屬蒸汽以固體顆粒為形核中心形成金屬蒸汽氣泡,導致熔滴整體失穩(wěn)。過高的鎂含量是失穩(wěn)的根本原因。
　　超聲-MIG的熔滴過渡頻率大幅增加,熔滴不穩(wěn)定性顯著增加,出現(xiàn)體積巨大的氣泡,爆炸頻率提高;焊縫中氣孔數(shù)量大幅減少。對氣孔類型、超聲作用位置與超聲空化效應除氣機理進行深入分析。推斷直徑大于0.1mm氣孔為金屬蒸汽氣孔,小氣孔為氫氣孔與蒸汽氣孔;超聲的空化