Tri-Arc双丝焊“Γ”形电弧及其促进方法

Tri-Arc双丝三电弧焊通过中间第3弧的M弧重新分配焊接热输入,实现高熔覆率低热输入焊接.M弧与主电弧耦合,在整个动态周期表现为“Γ”形和“μ”形及其镜像形态.该文研究“Γ”形电弧的形成机理和热输入调控机制,结果表明,“Γ”形态由“μ”形态转变而来,熔滴振荡引起焊丝末端间距的变化,从而促进耦合电弧“Γ”形态的形成,此时M弧不作用于母材,比“μ”形电弧焊接热输入更低.为提高Tri-Arc双丝焊接低热输入效果,在维持导电嘴末端到工件距离不变的前提下,提高焊枪枪体抬升距离从而改变焊丝末端间距.当导电嘴长度由30 mm增加至35 mm时,随着焊枪抬升,“Γ”形电弧作用时间逐渐增加,能更好地促进电弧热分配,降低Tri-Arc双丝焊接热输入,从而降低熔池最高温度,获得更小宽高比和更小熔深的焊缝.

Tri-Arc与Tandem双丝电弧焊的工作原理对比分析

目的介绍一种称为Tri-Arc的新型双丝电弧焊接方法。方法将Tri-Arc双丝电弧焊与应用较广的Tandem双丝电弧焊的系统构成和焊接电流波形进行对比分析。结果Tri-Arc和Tandem两种双丝电弧焊接方法所使用的双丝焊枪相近,双电源相位同步控制和U/I脉冲控制方式类似。Tri-Arc和Tandem两种双丝电弧焊接方法的差异在于:Tandem双丝电弧焊的2个电弧是相对独立的,而Tri-Arc双丝电弧焊的2个电弧是相互耦合的,因此Tri-Arc双丝电弧焊又具有旁路耦合电弧的某些特点。结论这种新型的Tri-Arc双丝电弧焊不仅具有与Tandem双丝电弧焊一样的高焊丝熔敷率,而且具有比Tandem双丝电弧焊更低的焊接热输入。

Tri-Arc与Tandem双丝电弧焊焊接工艺特性的对比

通过焊接工艺试验,对比Tri-Arc双丝焊与Tandem双丝焊的焊接工艺特性。结果表明:Tri-Arc双丝焊不但可以达到与Tandem双丝焊相同的焊接效率,而且在相同的焊丝熔敷率(送丝速度)和焊接速度条件下,Tri-Arc双丝焊的焊接热输入低于Tandem双丝焊,结果显示焊缝熔合比和焊接变形量更低。因此,Tri-Arc双丝电弧焊不仅可以在高效焊接应用场合替代Tandem双丝电弧焊,达到相同甚至更高的焊丝熔敷率,而且具有比Tandem双丝焊更优越的焊接性能和更广泛的适用范围。

M弧电流对Tri-Arc双丝电弧焊熔滴过渡形态影响

采用高速摄影技术对三电弧双丝电弧焊的熔滴过渡和焊接飞溅进行观察,分析金属型药芯焊丝在M弧电流变化时熔滴过渡的类型及飞溅产生的原因.结果表明,M弧电流为170 A时熔滴过渡形式有排斥过渡、颗粒过渡及细颗粒过渡,熔滴过渡不稳定.M弧电流为210 A时前丝和后丝熔滴过渡为大熔滴排斥过渡,三电弧同时出现,熔滴过渡稳定.M弧电流为260 A时前丝熔滴过渡为细颗粒过渡,后丝熔滴过渡为颗粒过渡,熔滴过渡较稳定.焊接飞溅产生的原因主要是脉冲切换改变了电弧力、斑点力及等离子流力,打破了原来的力系平衡.

Effect of pulse M-Arc frequency on Tri-Arc DE droplet transfer and weld forming

In view of the unstable welding process of Tri-Arc DE,surfacing test with Q235 steel plate was completed with the help of the self-built high-speed camera and waveform synchronous acquisition system using the Tri-Arc DE technology. The effects of pulsed M-Arc frequency on Tri-Arc DE droplet transfer and weld formation were analyzed. The results show that while the gradual increase of pulse frequency,the droplet transfer frequency gradually decreases,which is followed by several drops per pulse,one drop per pulse,and one drop within several pulses. The most ideal transfer form is one drop per pulse,of which the welding process is the most stable,and the quality of weld formation is the most satisfied.

Tri-arc双丝电弧焊堆焊工艺研究

采用三电弧双丝电弧焊,利用耐磨堆焊Fe-Cr-C-B系药芯焊丝作双丝,在Q235钢表面制备不同焊接工艺参数堆焊层,分析堆焊层熔合比、组织结构及耐磨性。结果表明:三电弧双丝药芯电弧焊堆焊可在较大范围调整焊接参数,获得较小的焊缝熔深、较低稀释率和较高的熔敷效率,耐磨性优异;当三电弧电流为150 A、电压30 V、焊丝伸出长度15 mm、送丝速度6 m/min、脉冲频率70 Hz时,堆焊层熔合比为0.07,堆焊层HRC为65,磨损量最小,耐磨性优良。

三圆弧齿廓谐波齿轮的负载啮合性能仿真

为揭示负载工况下谐波齿轮传动的多齿啮合状态,提升负载传动性能,建立三圆弧空间齿廓实体单元谐波齿轮有限元模型。定义柔轮与波发生器、齿面间的面-面接触关系,对刚轮施加逐步增大的转角位移,模拟空载、额定转矩至瞬间容许最大转矩时齿面的啮合状态,提取轮齿啮合力和齿面接触压力大小及分布;分析不同工况下轮齿啮合力周向分布和齿面接触压力的变化规律,评估柔轮齿向修形的三圆弧空间齿廓谐波齿轮的负载啮合性能。结果表明:三圆弧空间齿廓在波发生器的长轴区设置最小初始侧隙,形成的凸-凹啮合区可以以更低的接触压力承载更大的负载转矩;利用齿向修形设置从中截面向后截面逐渐增大的初始侧隙有利于形成轴向更宽的齿面接触区;随负载增大,最大啮合力向长轴右侧偏移,右侧啮合力增幅快,呈平台分布;最大接触压力沿周向呈3个峰值分布,且最大值发生在有波发生器径向支撑的中截面,可有效增加负载刚度,提升承载能力。

双丝三电弧焊热源优化及数值模拟

为研究双丝三电弧焊焊接温度散布规律,根据其电弧形态和脉冲频率建立了适用于双丝三电弧焊接的体+面热源,并根据焊丝的倾角对其进行了旋转计算,利用有限元技术模拟了6 mm厚Q235碳素钢的双丝三电弧焊焊接温度场,通过遗传算法对其热源参数进行了迭代优化,提高了计算效率。计算结果表明:温度场呈长椭圆状分布,且最高温度和最大温度梯度都出现在R弧热源处,其原因是此处同时积累了R弧电弧热量和L弧焊后凝固时的热量;有限元模型温度场与实验温度场结果对比吻合度较高,其结果可为拓展双丝三电弧焊的应用和优化工艺参数提供仿真基础。

新型节能直流矿热炉

介绍了直流矿热炉的现状和未来，探讨了直流矿热炉的工作原理，描绘了单电极和三电极直流矿热炉的结构及其不同特点和使用效果。

双丝三电弧焊中熔滴过渡及焊缝成形机理

为了验证双丝三电弧焊接过程中M弧不同的电流、脉冲频率对其熔滴过渡行为的影响;试验搭建了双丝三电弧焊的焊接系统以及高速摄像与波形同步采集系统.结果表明,熔滴过渡行为变化的主要原因是在M弧作用下熔滴的受力变化.其次,熔滴过渡行为和M弧电流的变化存在着对应关系:随着M弧电流增大,熔滴过渡行为依次为焊缝成形最佳的短路过渡+射流过渡、以及成形依次变差的大滴过渡、射滴过渡、射流过渡.随着M弧脉冲频率增加,熔滴过渡行为依次为一脉多滴、一脉一滴、多脉一滴三个阶段;其中焊接成形最理想的为一脉一滴的熔滴过渡阶段.

三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计

基于谐波齿轮传动共轭精确求解方法,提出三圆弧谐波齿轮传动齿廓设计方法,并研究了三圆弧柔轮齿廓参数对谐波传动共轭区间的影响。研究结果表明,三圆弧谐波齿轮传动较双圆弧谐波齿轮传动具有更宽的共轭区间和更小的共轭间隔区间;减少凸齿廓圆弧半径有利于增加谐波传动共轭区间,但不利于减少共轭间隔区间;减少中间圆弧半径、夹角δ1和δ2既利于增加谐波传动共轭区间,也利于减少共轭间隔区间;凹齿廓圆弧半径对实际共轭区间影响很小。合理选择柔轮齿廓参数可有效减少共轭间隔区间,增加共轭区,减少尖点啮合,增加齿间共轭接触,从而提高谐波齿轮传动精度和扭转刚度。

双丝焊接技术及双丝三电弧焊接稳定性研究进展

文中根据电弧特征和送丝形式将多种双丝焊接分为双丝单电弧焊、双丝双电弧焊、双丝双电弧焊+冷丝填丝、双丝耦合电弧焊四大类,简要介绍它们的技术原理及设备,对双丝双电弧焊和双丝耦合电弧焊接方法在焊接稳定性方面的研究进行了探讨和总结。展望了双丝焊接技术在系统控制、自动化应用和进一步提高焊接效率的发展方向,为继续推进双丝电弧焊接方法的创新研究应用和双丝三弧焊接技术的深入研究提供参考。

双丝电弧焊技术的研究进展与应用

双丝电弧焊接技术在提高焊接速度和焊丝熔敷率等方面具有突出的优势,在众多行业中已经得到了应用。针对双丝电弧焊接工艺,焊接工作者开发了多种形式的双丝电弧焊接设备,在简要介绍了各工艺特点的基础上,对双丝电弧焊各设备进行了比较。并对双丝电弧焊的焊接参数、电弧物理特性、熔滴过渡以及电弧干扰等进行了分析和总结,提出了现有方法的不足和今后的发展趋势,以期促进双丝电弧焊技术得到进一步的发展和应用。

双丝三弧焊焊缝成形及多道搭接工艺研究

进行了不同送丝速度、焊接速度、M弧电流下的双丝三弧焊试验,分析了不同工艺参数对双丝三弧焊成形质量的影响并确定了最优参数组合。用抛物线、余弦曲线、圆弧曲线三种曲线对双丝三弧焊单焊道截面轮廓进行拟合,结果表明抛物线效果最好。分析了单层多道焊的传统搭接模型,针对双丝三弧焊的成形特点改进了现有的搭接模型,并推导出理想的搭接间距为0.689倍熔宽。为证明改进搭接模型的优势,采用不同搭接间距进行了焊接试验。通过搭接焊缝截面形貌对比分析表明,改进的模型更加符合双丝三弧多道搭接焊。