焊接极性对水下高压干法GMAW影响分析

通过环境压力为0.1~2.0 MPa的水下高压干法熔化极气体保护焊(GMAW)试验,比较了直流反接与直流正接焊接过程特点.结果表明,直流反接时,当压力超过0.2 MPa后开始出现少量飞溅,随着环境压力增加,飞溅数量逐渐增多而尺寸逐渐减小.直流正接时,当环境压力大于0.4 MPa后,焊接过程稳定,几乎无飞溅产生.通过高速摄像分析总结了直流反接产生两种飞溅形式及其特征.熔滴偏离型飞溅是伴随着排斥过渡产生的;熔滴反弹型飞溅是由于熔滴接触母材后受向上方向电磁力作用,脱离母材而产生的,并分析了直流正接时飞溅较小的原因.     

极性对细直径自保护药芯焊丝CMT下熔滴过渡及焊缝成形的影响

自保护药芯焊丝广泛应用在野外焊接及修复领域中,其中在野外薄壁管道的焊接中,减少母材热输入,保证焊接质量具有重要意义. 因此探索了适用于野外薄壁管道焊接的细直径自保护药芯焊丝CMT技术,利用电信号采集系统和高速摄影系统,对比分析了不同极性下的熔滴过渡过程. 结果表明,在不同极性下,熔滴过渡表现为混合过渡模式. 在直流反接条件下,峰值阶段下的熔滴过渡模式主要表现为大滴排斥过渡. 在直流正接条件下时,峰值阶段下的熔滴过渡模式主要表现为射滴过渡,相比于直流反接条件,焊缝的熔深较浅,余高较高,熔宽较宽. 焊接参数的增大,并未改变熔滴过渡的模式. 爆炸型焊接飞溅主要出现在直流正接条件下的短路阶段中. 排斥型飞溅主要出现在直流反接条件下的峰值阶段中.     

气体保护焊参数与焊接烟尘产生的关系

通过试验研究了焊接速度、电弧电压和焊接电流等工艺参数对焊接烟尘发尘量的影响规律.分析了不同的焊接方法和熔滴过渡形态对焊接烟尘的影响.进一步探讨了气体保护焊参数与焊接烟尘产生的关系,使烟尘发尘量降到最低.     

基于熔滴过渡模型的GMAW焊接发尘率计算

通过对实心焊丝的GMAW焊接时的熔滴过渡进行金属蒸发理论分析,结合“质量—弹簧”理论,建立了基于熔滴过渡模型的GMAW焊接发尘率预测模型. 模型分析了熔滴过渡过程中熔滴温度和发尘率的变化,同时通过四阶龙格—库塔算法获得了熔滴过渡的频率及过渡熔滴半径等特征参数. 结果表明,熔滴在焊丝端部长大阶段中的发尘率占总发尘率的大部分,熔滴温度超过2 417 K后,发尘率将陡升,模型计算的熔滴过渡频率与发尘率与实测数据非常吻合.     

E2507N高氮奥氏体不锈钢药芯焊丝焊接工艺性

E2507N药芯焊丝是基于成分匹配原则针对含氮量0. 65%～0. 7%的奥氏体不锈钢焊接开发的特种焊丝,为保证该焊丝的应用效果,需要对其焊接工艺性进行分析。为此,分析了该特种焊丝的电弧稳定性、熔滴过渡和烟尘排放率。引入熔滴短路周期变异系数ε(T_c)作为反映焊接过程稳定性的指标,通过对试验结果的分析,发现当焊接参数为21 V/190 A时,E2507N焊丝焊接过程最为稳定。试验结果还表明,即使在纯CO_2保护下,E2507N高氮不锈钢药芯焊丝熔滴过渡频率仍然较高,达到120滴/秒,飞溅较少;烟尘排放率为621 mg/min,烟尘发尘率较小,对环境影响较小,属于环境友好型焊接材料。     

采用直流电焊接时为什么要选择极性？怎样选择和鉴别？

直流弧焊电源有正、负两极。焊接时，当电源的正极与焊件相接称为正接法；电源的负极与焊件相接称为反接法。由于电源的正极部分放出的热量比负极部分高，所以正接时焊件的温度较高，可以加快焊件的熔化速度和增大熔深。反接时焊条的温度高，熔化快、有利于电弧稳定燃烧。     

术语之窗

焊接烟尘weldfume焊接时，由焊接材料、母材及其冶金反应产物等的蒸发和氧化产生的在空气中浮游的烟雾状微粒。一般常含有各种金属的氧化物和氟化物。焊接发尘量totalamountoffumes焊接时，单位质量的焊接材料（如焊条、焊丝等）所产生的烟尘量，单位为mg／g或g／kg。焊接烟尘浓度weldfumeconcentration焊工工作地点单位体积的空气中所含焊接烟尘的量，单位为mg／m３。焊接烟尘容限浓度thresholdlimitvaluesofweldfume（TLV）焊接烟尘在空气中的允许浓度。在这一浓度下进行焊接作业，对焊工不引起危害健康的作用。焊接发尘速率weldfumeemi…     

碱性焊条发尘致毒影响因素的研究

本文研究了影响碳钢碱性焊条焊接烟尘量及其毒性的电弧物理及化学因素。得出了下述见解:其一,焊条烟尘产生的主要原因是,熔渣和熔滴的过热、蒸发;其二,影响烟尘量的主要电弧物理因素是,熔滴端部极性斑点析出热量的大小、熔滴的导热条件和熔滴及焊条端形成的套筒表面上发尘的面积和时间;其三,影响烟尘量及其有害成分的主要化学因素是,涂药成分中的CaF_2和粘接剂水玻璃互相作用产生低沸点的有害物质KF、NaF。在上述研究的基础上,研制了一种卫生指标先进的新型低尘低毒焊条。     

TIG-MIG复合焊电弧特性机理分析

采用TIG-MIG复合焊电弧改善传统单一TIG及MIG焊的不足.基于PID闭环控制,实现恒流恒压外特性输出,从而实现TIG-MIG电弧复合.研究了复合电弧的电弧特性、熔滴过渡形式及不同极性接法对焊缝的影响.结果表明,TIG焊电弧对MIG焊电弧具有良好的维弧作用.TIG-MIG焊电弧复合熔滴过渡过程,TIG焊电弧稳定燃烧,为了保持最小的能量消耗而作用于熔滴上,对熔滴具有加热作用.直流反接具有良好的阴极雾化清理作用.TIG-MIG焊电弧复合能够有效降低焊接飞溅,促进焊缝铺展及成形,实现高效化、优质化的焊接.     

CO_2焊接在大型电机制造上的试验和应用

工艺试验不同规范下熔滴过渡及电感的影响我们采用 NBC—500CO_2半自动焊机,用1.6毫米焊丝、直流反接进行了工艺试验,发现 CO_2气体保护焊的熔滴过渡有两种典型形式:电流小,电压低时呈短路过渡,熔深浅,焊波明显,适合全位置焊接;电流增大电压随之相应增高,熔滴呈短路和大颗粒(非短路过渡)混合状态,焊时感觉飞溅稍大,过程不稳;继续增大电流和电压,熔滴呈细颗粒过渡,飞溅较大,熔深大,效率高,     

压电驱动GMAW短路过渡行为控制

文中提出了一种基于压电致动器的高动态焊丝启停控制技术,压电致动器膨胀锁止焊丝,收缩则释放焊丝.在焊丝锁止-释放过程中,可以主动驱动熔滴与熔池短路,并利用这一动态过程产生的惯性力驱动短路液桥断裂完成一次熔滴过渡.研究结果表明,组合压电致动器的加入对于小电流下GMAW短路过渡有显著的改善,短路开始和结束都稳定可控,避免了随机短路的发生,不再依赖大短路电流强制缩颈液桥,短路过渡频率显著提升,在DCEP 100 A焊接电流下可达130 Hz,DCEN模式下由于阴极斑点爬升导致电弧稳定性较差,但短路过渡频率也可达100 Hz.     

AC MIG与DC MIG焊接工艺及控制的分析

比较分析了DCEP P MIG焊与DCEN MIG焊的焊接现象,在此基础上,解释了研究开发AC P MIG焊的意义。AC P MIG焊克服了DCEP MIG焊时容易产生的磁偏吹现象,且比DCEP P MIG焊的焊丝熔化速度快、焊缝熔深浅。AC P MIG焊有多种电流模式,其交流电流负极性比率AC I EN％主要用于控制焊缝熔深,其交流电流正极性脉冲Ip主要用于控制熔滴过渡,最理想的是1周1脉1滴的熔滴过渡形式。根据有关的研究表明,在相同送丝速度的条件下,AC P MIG焊的焊缝熔深随AC I EN％增加而减小,焊缝表面光泽好,焊丝熔化金属热含量低等,这些特点最适宜用于焊接薄板。     

VPTIG焊接电流参数对电弧形态及焊缝质量的影响

采用高速录像系统、记忆示波器同步实时采集变极性氩弧（VFFIG）焊接电流、电弧形态信息，比较分析了VFFIG焊接电流频率、直流电极接负（DCEN）时间和直流电极接正（DCEP）时间、DCEN及DCEP电流幅值5个参数对电弧形态及焊缝质量的影响。结果表明，通过调节以上5个参数，可以控制电弧形态、电弧力及焊接热输入，从而控制熔深及焊缝正反面成形；控制焊缝两侧清理区宽度；减少钨极烧损。采用平板对接低频脉冲调制铝合金VFFIG焊接工艺，单道焊熔深可达6min，焊缝成形良好、质量可靠。     

三电极高速CO2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.     

高速三丝熔化极气保护焊接工艺

针对造船企业平面分段生产流水线纵骨双丝角焊接最大焊接速度小于1.0m/min的问题,研究开发了高速三丝熔化极气保护焊接新工艺,即三根焊丝分别为引导焊丝、中间焊丝和跟随焊丝纵向排列。每根焊丝各接一套送丝系统、焊接电源和保护气,构成独立的电弧-电源系统,其焊接工艺参数分别可调,以满足各种焊接要求。结果表明,当采取引导焊丝(DCEP)/中间焊丝(DCEN)/跟随焊丝(DCEP)或引导焊丝(DCEN)/中间焊丝(DCEP)/跟随焊丝(DCEN)的极性组合时,焊接过程稳定,焊缝外观表面光洁、左右对称、起渣容易、飞溅小、无气孔,满足船舶焊接的要求。通过选用合适的焊接电流、电压组合,可以使焊接速度达到1.8m/min,焊脚长度达5～8mm。此焊接新工艺可广泛用于角焊缝的高速焊接应用场合。     

极性对全位置自保护耐磨堆焊药芯焊丝工艺性能的影响

通过采集的焊接电流波形图、焊接电流概率密度分布曲线图和焊接电流变异系数评判了不同极性焊接时的电弧稳定性,结果表明,AP-55焊丝直流正接的电弧稳定性优于直流反接;通过飞溅率测试试验对比了不同极性焊接时的飞溅情况,结果表明,AP-55焊丝直流正接的飞溅小于直流反接,且直流正接的飞溅颗粒较小,容易清理。     

电弧焊极性选择与电弧阴阳极产热关系

极性选择是焊接工艺中最为基础的参数之一,对焊接质量有着重要的影响.通过分析电弧阳极区中性粒子的电离及阴极(或阴极区)的电子发射过程,研究了各种焊接方法下,阴阳极区压降的变化情况和阴阳极的产热.结果表明,时于不同的焊接方法、不同的极性接法(直流正接或直流反接),阴阳极区的电子发射和电离方式并不相同,在特殊情况下会在阴极区...     

带状电极MAG焊工艺熔滴过渡分析

采用氙灯背光高速摄像系统对带状电极MAG焊的熔滴过渡进行了研究.试验发现,随焊接工艺参数的增大,钢带端部熔化变得均匀,由多个熔滴并存转变为只产生一个熔滴.熔滴在长大过程中沿钢带端部移动,过渡位置不定.随焊接参数由小到大变化,熔滴依次呈现短路过渡、大滴过渡、射滴过渡、射流过渡和旋转射流过渡等形式.结果表明,射滴过渡是带状电极MAG焊熔滴过渡的主要方式;电流、电压波形与熔滴过渡形式之间有很好的对应关系;由于其特殊的电极形状和熔滴过渡特点,带状电极MAG焊适合大电流高速焊,可以提高焊接效率.