超细颗粒焊剂约束电弧用于超窄间隙的焊接

为实现电弧约束良好、焊接过程稳定可靠的超窄间隙焊接,基于窄间隙埋弧焊的众多优点和对超窄间隙中的电弧进行约束以防止电弧攀升的思路,提出采用超细颗粒焊剂约束电弧以实现超窄间隙焊接的方法,研制专用的焊枪,开发出采用V形金属丝网衬垫焊剂颗粒的超窄间隙焊接工艺。结果表明,超细颗粒焊剂熔化后形成的熔渣壁可对电弧进行有效约束,实现稳定可靠的超窄间隙电弧焊。随着焊剂颗粒尺寸的减小,因焊剂松装密度的增加使得形成凸焊缝的倾向增加。采用V形金属丝网衬垫焊剂颗粒的工艺进行超窄间隙焊接,可以显著增强电弧对侧壁根部的加热效果,获得足够的侧壁根部熔透深度,从而保证了超窄间隙焊缝的熔合质量。

超窄间隙焊接中焊剂片与电弧相互作用机制分析

通过向间隙宽度为4 mm的I形坡口中预置焊剂片进行超窄间隙焊接试验,采用一种快速中断电弧的方法,保留焊接过程中焊剂片、坡口底部和侧壁的熔化形态,分析了焊剂片与电弧相互作用面积对电弧受约束程度的影响.结果表明,增加电弧电压或降低焊剂片熔点,可使焊剂片熔化面积增大,固壁约束面积减小.当焊剂片熔化面积大于一定值而小于固壁约束面积时,电弧受约束程度适中,电弧加热区域被控制在坡口根部和两侧壁,从而获得成形良好的焊缝.当焊剂片熔化面积大于固壁约束面积时,电弧受约束程度减弱,电弧加热区域集中在两侧壁上,很难形成一个完整的熔池,最终形成了带有大量孔洞的焊缝.

超窄间隙焊接中送进焊剂片与电弧相互作用机制分析

送进式焊剂片约束电弧超窄间隙焊接中,连续送进的焊剂片与电弧相互作用的关系影响着焊接过程的稳定性.采用一种快速中断电弧的方法,得到了熄弧位置处焊缝熔池形态和焊剂片瞬时熔化形貌,分析了焊剂片对电弧的作用长度与电弧受约束程度的关系.结果表明,增加焊剂片送进速度或减小电弧电压,可使焊剂片对电弧的作用长度增加,当增至一定程度时,电弧被有效约束在坡口底部对侧壁根部进行均匀加热,获得根部熔合良好的平焊缝.当焊剂片对电弧的作用长度过小时,电弧的受约束程度减弱,电弧加热区域集中在两侧壁上,很难在坡口根部形成有效熔池,最终形成孔洞焊缝.