三电极MAG高速角焊焊接工艺实验研究

在实际船厂的角焊焊接工艺应用中,多电极焊接工艺主要集中于双电极MAG焊接,焊速最大目前可以达到1.2m/min。为了进一步提高焊接速度,本文采用焊速可达1.8m/min的三电极高速弧焊角焊明弧焊接工艺,进行了焊接规范组合与空间位置实验。实验表明:焊接线能量相近时,焊缝成形参数均在一定范围内波动。焊接参数对焊接过程的稳定性影响显著,不同的焊接规范组合时,PNP极性组合的稳定性比NPN的稳定性差;焊枪倾斜角度随着角度的增大稳定性变差;焊丝距离在20和45mm时稳定性最差,而在其范围之间的焊接稳定性随着距离的增大而变好;夹角在20°和50°时稳定性较好。

三电极高速CO_2焊焊接速度和焊接电流对焊缝成形影响

MAG角焊焊接在大型船舶制造中占有重要地位,目前应用最为广泛的是双电极角焊工艺,最大焊接速度为1.2m/min。为了提高焊接速度,进而提高焊接效率,研究了焊接速度可达1.8m/min的三电极高速CO2气保护角焊工艺。实验表明:采用DCEP/DCEN/DCEP极性组合的三电极CO2气保护角焊焊接过程稳定,成形良好,角焊焊缝上脚长、下脚长以及熔深均随着焊接速度的增大而减小,随着三电极焊接电流规范组合的增大而增大。在试验基础上,给出了焊接速度和三电极电流规范组合影响下的角焊缝脚长范围预测。

T形接头三丝高速焊接温度场的分析

根据焊接过程中的电弧形貌和热源的叠加原理推导出了三丝焊接的高斯热源计算公式,建立了合适的有限元数学模型,在充分考虑对流、辐射、熔池蒸发、液体流动以及相变潜热等边界条件的情况下,对T形接头的三丝高速焊接过程中温度场的瞬态变化进行了计算和分析.最后提取计算结果与试验结果进行对照.结果表明,计算所得的焊缝截面形状与实际试验相吻合,接头焊接热循环与焊缝组织基本一致,从而验证了所建模型的可靠性.

三电极高速CO_2双边角焊工艺参数对焊缝成形影响

在传统双电极角焊焊接工艺基础上,为了进一步提高焊接效率,采用三电极高速CO2双边角焊工艺,分析不同焊接工艺参数对焊缝成形参数的影响.结果表明,采用不同极性组合的焊缝成形参数差别不大;随着速度的减慢和焊接工艺参数的增大,脚长、熔深和熔宽均呈增大趋势,但焊脚长度有一个最大值限制.下脚长、上脚长受中间焊枪的指向位置影响更为明显,当左右两侧焊枪对中时,脚长最小.另外,随着焊丝之间距离的增大,脚长和熔宽逐渐减小,余高随焊丝距离增大而增大,但差别不大.

三电极高速CO_2双边角焊质量及稳定性分析

对三电极高速CO2双边角焊焊接工艺进行研究,通过LabVIEW电信号采集与高速摄影分析了焊接质量及过程稳定性.结果表明,焊接中引导电流应为最大,且引导焊枪与中间焊枪之间电流差距100A左右可获得理想的焊缝成形,中间焊枪与跟随焊枪的电流差距大小对焊接质量无明显影响,且焊枪指向位置在底板为宜.在同一工艺时,随着焊接速度增大,焊接过程变得不稳定,同一焊接速度时,试验电流400/300/300A组合时焊接过程最稳定.大电流组合时,应增大焊丝之间距离以减小电弧之间的干扰.