電弧輔助活性TIG焊接法研究.pdf

1、近年來，對(duì)高效節(jié)能的新型焊接方法的研究一直是國(guó)際焊接領(lǐng)域的熱門課題之一。最近的A-TIG焊接法研究表明，對(duì)于碳鋼、不銹鋼等鋼材而言，氧等活性元素可改變鋼材熔池表面張力溫度系數(shù)是活性劑增加焊縫熔深的主要機(jī)理。本文通過改變活性元素的引入方式，提出了一種適用于多種鋼材的新型活性焊接法——電弧輔助活性TIG焊，即AA-TIG焊(Arc assisted Activating TIGWelding)。該方法采用輔助電弧在焊道表面制造一層很薄的氧化

2、層取代活性劑的涂敷，然后進(jìn)行TIG焊，同樣可使焊縫熔深顯著增加。 本文選用SUS304奧氏體不銹鋼(0Cr18Ni9)作為母材，CO2+Ar作為輔助電弧的活性混合保護(hù)氣體，研究了主要工藝參數(shù)對(duì)AA-TIG焊縫熔深熔寬的影響，并得到了熔深增加明顯，表面成形良好的焊縫的最佳焊接工藝規(guī)范。 通過金相組織觀察分析了氧化層對(duì)AA-TIG焊縫顯微組織的影響，并通過力學(xué)性能等測(cè)試分析了AA-TIG焊縫的低溫沖擊韌性、抗腐蝕性能和硬度的

3、變化。通過對(duì)焊縫進(jìn)行化學(xué)成分分析，對(duì)比研究了傳統(tǒng)TIG焊與AA-TIG焊縫化學(xué)成分的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明，AA-TIG焊縫各項(xiàng)性能和化學(xué)成分與傳統(tǒng)TIG焊很接近，可見，氧化層對(duì)焊縫組織和性能的影響很小。 同時(shí)，研究了O2+Ar、CO2+Ar、N2+Ar以及空氣等混合活性保護(hù)氣體對(duì)AA-TIG焊縫熔深及其金相組織的影響，并初步研究了以O(shè)2+Ar作為輔助電弧的活性保護(hù)氣體的雙弧AA-TIG焊接工藝的可行性。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)輔助電弧中含

4、有O2+Ar、CO2+Ar或空氣時(shí)，焊縫熔深都有增加，而輔助電弧中含有N2+Ar是，熔深幾乎沒有變化，分析表明，氧元素對(duì)焊縫熔深增加起主要作用。雙弧AA-TIG焊縫熔深能顯著增加，熔深比達(dá)2.4左右，熔寬收縮明顯，該方法對(duì)實(shí)現(xiàn)AA-TIG焊的全自動(dòng)化生產(chǎn)有重要意義。 在熔深增加機(jī)理方面，首先通過對(duì)電弧形態(tài)和焊接電壓的分析，研究了電弧收縮對(duì)熔深增加的影響，其次，通過XPS測(cè)試研究了氧化層中的氧化物對(duì)表面張力的影響機(jī)理，并通過估算氧