焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接方法研究

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1、博士學(xué)位論文摘要超窄間隙焊接具有比窄間隙焊接更加突出的各項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。研究表明，采用超窄間隙焊接技術(shù)可以完全避免細(xì)晶粒鋼焊接熱影響區(qū)軟化的出現(xiàn)，獲得與細(xì)晶粒鋼等強(qiáng)匹配的焊縫。在管道焊接中采用超窄間隙焊接，還可以使管道內(nèi)側(cè)接頭區(qū)的焊接殘余應(yīng)力變?yōu)閴簯?yīng)力，從而使應(yīng)力腐蝕的聞題得到根本解決。然麗，超窄聞隙焊接時過窄昭聞隙寬度無法使電弧通過自調(diào)節(jié)作用維持自身穩(wěn)定性而沿側(cè)壁發(fā)生攀升。為了實(shí)現(xiàn)超窄間隙焊接，本文從約束電弧的角度出發(fā)對超窄聞隙焊接進(jìn)行了系統(tǒng)研究，主要內(nèi)容分為以下五部分。第一部分通過分析常規(guī)窄間隙焊接時電弧對側(cè)壁的加熱作用，提出了利用焊劑

2、片對電弧進(jìn)行約束以實(shí)現(xiàn)超窄間隙焊接的方法。通過進(jìn)行超窄聞隙焊接試驗(yàn)，得到了用以預(yù)測獲得成形良好的焊接參數(shù)匹配關(guān)系式，以及滿足焊縫成形良好的電壓與電流范圍。此外，利用該技術(shù)焊接細(xì)晶粒鋼時，可以完全避免熱影響區(qū)軟化的現(xiàn)象。試驗(yàn)也同時表明，由于焊劑片約束電弧超窄間隙焊接方法存在清理焊渣時易導(dǎo)致焊劑片從側(cè)壁剝離等目題，因而該方法不宜應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)?；诤竸┢s束電弧的原理又提出了焊劑帶約柬電弧超窄間隙焊接方法。設(shè)計了褶應(yīng)的超窄間隙焊槍，著通過一系列試驗(yàn)開發(fā)了合適的焊劑帶制作方法，從而為進(jìn)一步研究焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接奠定了基礎(chǔ)。第二部分

3、對焊劑帶約束電弧超窄問隙焊接氣保護(hù)方法進(jìn)行了研究，通過試驗(yàn)和分析表明，在以細(xì)扁管底部蓬直送氣、細(xì)扁管兩側(cè)傾斜送氣及粗扁管單側(cè)傾斜送氣三種氣保護(hù)方法中，粗扁管單側(cè)傾斜送氣最好，它可以避免導(dǎo)氣管燒損、減輕保護(hù)區(qū)氣體紊流。利用設(shè)計的氣保護(hù)試驗(yàn)裝置找到了不同噴嘴截面所對應(yīng)的最佳氣流量。第三部分采用平板堆焊試驗(yàn)，在不同焊接參數(shù)下對電弧攝像并測量約束參數(shù)，分析了焊接參數(shù)改變時電弧對焊劑帶加熱效果的影響及焊劑帶作用長度的變化。在不同約束參數(shù)下，通過測量電弧長度和寬度，焊縫熔深和熔寬，分析了不同約束參數(shù)對電弧形態(tài)和電弧加熱特性的影響。從焉為認(rèn)識超窄

4、問隙焊接時焊劑帶約束電弧的機(jī)理提供了理論依據(jù)。另外，分析了超窄間隙中焊劑帶約束電弧的加熱特性。第四部分通過同步采集焊接電壓波形與焊劑帶電壓波形，分析了焊劑帶在其約束電弧中的位置與其電位的相關(guān)性。同時，還對焊劑帶熔化后向熔池的過渡方式及兩焊劑帶電壓波形進(jìn)行了分析。此終，還分析了超窄閩隙中不同電弧約束效果所對應(yīng)豹焊荊帶電壓波形特征。第五部分進(jìn)行了焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接的試驗(yàn)。結(jié)果表明，利用焊劑帶約束電弧的方法可以獲得側(cè)壁熔合良好的超窄聞隙焊縫。通過分析超窄間隙焊接時焊劑帶在電弧區(qū)的不同位置對約束電弧的影響，得到了焊劑帶在電弧區(qū)可有效

5、約束電弧的位置條件。另外，得到了焊縫成形良好的電壓與送帶速度匹配范圍。同時，試驗(yàn)也表明適合于焊劑帶約束電弧超窄間隙焊接的熔滴過渡形態(tài)為短路過渡，電壓與電流范圍為21．23V、240．260A。最蜃，對焊劑帶約束電弧超窄聞隙焊"x蘭州理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注弓

6、用的內(nèi)容井，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽

7、名：鴦矗毫軋日期：卿1乞月J1日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文羹霧霞霧蓁蓁鞠霧蓁霪蓁霾；冀驥黧鬟霧霧籬簍震；粥黠冀霧妻冀羹霧簍垂l翼霧蓁靄蓁冀翼冀蓁翼辨霪霧瑟霧囊冀鬟霧；蓁蓁羹鬢蓁鏨塞翼霧鐾；蓁蓁霧羹蓁羹霧萋霧赫越霧憋蓁蚓蓁萎蓁鬻蓁霧霧墅霧霧霧露蓁冀蓁霧萋薹蓁冀翼蓁i冀蓁鋈霧蓁釋．羹蒺羹褥囊霧冀霧重囊蓁羹霞霧霧垂羹羹蓁羹；蓁冀蓁翼蓁些蓁翼，霧黧臻；霧蓁冀霧摹冀冀冀蓁蓁蓁2001．12．20．【6】周昀，包曄峰等．高效單絲窄間隙活性氣體保護(hù)焊接方法．中國專利，03129629．7，2003—07一03．【7】UlrichDrauge

8、lates，AntoniaSchram．Narrow—gapgas-shieldedmetal—arcweldingoffine—grainedstmcturalsteels．SchweissenSchneiden，March，1999：37-41．【8】GS．Render，B．Sc．Meng，Mweldl．WeldingadVantagesinpowerplantconstllJctionNarr0、Ⅳgapwelding．Metalconstruction，NoVember1984：ll-15．【9】GE．CookandP．C．

9、LeVick．NarrowGapWbldingwiththeHotWireGTAProcess．博士學(xué)位論文第1．章緒論1．1窄間隙焊接的優(yōu)點(diǎn)及超窄間隙焊接的特征電弧焊作為一種重要的材料連接技術(shù)，人們一直在為提高其效率、可靠性和適應(yīng)性