螺柱焊旋弧磁场仿真

利用电磁仿真软件Maxwell对螺柱焊的径向对称旋弧磁场的影响因素进行研究。结果表明:有无磁心、有无外壳、磁心高度、磁心直径以及外壳上延伸与磁心之间的较小间隙,都会对电弧区磁场产生明显影响,而螺线管直径大小对磁场影响较小;磁心高度越小、磁心直径越大或外壳上下延伸间隙越小,磁场越大。并以此来指导旋弧磁场装置的结构设计和材料选择,设计出一种磁场转化效率较高的螺母焊接磁控旋弧装置。

旋弧磁场控制空心螺柱焊工艺试验研究

针对中碳调质高强钢与中大直径Q235空心螺柱焊接过程中易出现的偏弧、气孔、脆硬相多等缺陷,提出旋弧磁场空心螺柱焊焊接方法。试验结果表明:添加旋弧磁场后,偏弧现象得到明显改善,所得到的焊接接头熔合均匀,焊缝饱满。接头微观组织主要为马氏体与贝氏体,熔池在旋弧磁场的作用下流动性提高,组织较致密。对于外径12 mm、内径6 mm的空心螺柱,在旋弧电压6 V、焊接电流700 A、焊接时间400 ms条件下,接头最高抗剪强度达到314 MPa。

基于纵向磁场控制的大直径空心螺柱焊接工艺

采用电弧螺柱焊方法对外径20 mm、内径10 mm的空心螺柱与45钢板材进行焊接,研究了旋弧磁场对接头显微组织特征及力学性能的影响.结果表明,在纵向旋弧磁场作用下,电弧中电荷受洛伦兹力作用呈螺旋运动,接头外观成形得到改善.受磁场控制的电弧持续搅拌熔池,改善了焊接热循环条件,影响了熔池凝固结晶过程.接头中先共析铁素体呈有规律的网状分布,珠光体也变得细化.接头温度梯度减小使得固态相变时间增长,母材侧热影响区马氏体数量显著下降,热影响区宽度变小.但旋弧磁场电流过大时焊接过程飞溅倾向明显增大,焊缝中气孔增多.在焊接时间1400 ms、焊接电流800 A、旋弧磁场电流0.43 A时,电弧在空心螺柱端面充分燃烧,接头抗剪强度可达到325 MPa.