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1、雙絲GMAW電弧干擾及焊接工藝研究（申請上海交通大學(xué)碩士學(xué)位）碩士生：張菁學(xué)號：1120509072學(xué)科專業(yè)：材料科學(xué)與工程導(dǎo)師：華學(xué)明（教授）李芳（講師）上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二零一五年一月Thearcinterferenceresearchandweldingprocessoftwin-wireGMAWADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheDegreeofMasterCandidate:JingZHANGSpecialty:MaterialScien
2、ceandEngineeringSupervisor:XuemingHUA,FangLISchoolofMaterialScienceandEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaJan,2015摘要雙絲GMAW電弧干擾及焊接工藝研究摘要隨著船舶、汽車、航空航天等現(xiàn)代制造業(yè)的飛速發(fā)展，對于高效焊接技術(shù)的需求迫在眉睫。為了提高焊接效率，可以采用雙絲或多絲GMAW的方法。在雙絲GMAW焊接中的一個突出問題是由電磁力而產(chǎn)生的電弧干擾。因此，如何有效抑制或克服電弧干擾，成為
3、焊接工作者一個重要的研究課題，另外，雙絲焊的焊接工藝參數(shù)匹配對焊縫成形、熔滴過渡的穩(wěn)定性也存在很大的影響。本文構(gòu)建了一套雙絲GMAW焊接平臺，包括自動焊接系統(tǒng)、電信號采集系統(tǒng)以及高速攝影系統(tǒng)；針對焊接過程中的電弧形態(tài)、熔滴過渡模式、電流電壓波形進行系統(tǒng)的研究和分析，對電弧干擾的成因給出了解釋和抑制方法；分析了在雙絲GMAW焊接過程中弧長變化引起的穩(wěn)定焊接工作點的遷移；分析了工藝參數(shù)匹配對焊縫成形的影響規(guī)律，最后，采用雙絲GMAW對焊和橫焊E36鋼，對比分析了單絲和雙絲的焊接頭顯微組織、力學(xué)性能、焊接效率和極限速度。結(jié)果表明，單絲GMA
4、W焊接電弧呈鐘罩型，焊接過程穩(wěn)定；雙絲GMAW焊接電弧會產(chǎn)生一定偏移，增大引導(dǎo)?。ㄇ盎。╇娏魇怪甀摘要大于跟隨?。ê蠡。?，增大雙絲間距，采用混合保護氣替代純氬保護氣體都可以有效緩解電弧干擾現(xiàn)象，使焊接過程趨于穩(wěn)定。單絲GMAW焊接熔滴過渡模式為射滴+射流過渡，熔滴過渡穩(wěn)定。雙絲GMAW焊接熔滴過渡躁動性增強，過渡路徑向兩弧中心偏離，增大引導(dǎo)?。ㄇ盎。╇娏魇怪笥诟S?。ê蠡。?，熔滴過渡過程會趨于穩(wěn)定。采用FLOW-3D模擬與實驗結(jié)合研究雙絲焊工藝參數(shù)對焊縫成形的影響，得到引導(dǎo)弧電流大于跟隨弧電流的這種電流配比下，熔池內(nèi)部同時存在“推-
5、拉”流動方式和向外流動方式，焊縫成形更優(yōu)良，引導(dǎo)絲電流減小，不存在明顯的“推-拉”方式，只存在向外流動方式，出現(xiàn)液態(tài)金屬收縮和提前凝固現(xiàn)象，焊縫成型差。在雙絲焊應(yīng)用方面，對比單絲GMAW與雙絲GMAW對接焊E36鋼，發(fā)現(xiàn)單絲與雙絲對接焊焊接接頭金相組織、力學(xué)性能相近。在相同速度下，雙絲焊接的效率要比單絲焊接高出37.5%；在相同電流電壓參數(shù)下，雙絲GMAW可以達到的無駝峰缺陷的極限焊接速度更高。將雙絲GMAW應(yīng)用于60mm深度坡口大厚板的橫焊，采用最佳焊接規(guī)范參數(shù)可取得高效高質(zhì)量的焊縫成形。關(guān)鍵詞：雙絲GMAW焊接；電弧干擾；熔滴過渡
6、；對接焊；橫焊IIABSTRACTThearcinterferenceresearchandweldingprocessoftwin-wireGMAWABSTRACTIncontemporarysociety,manyimportantindustriessuchasship-building,automotiveandaerospaceetc.arefacingveryrapiddevelopment,itisveryurgenttodevelophigh-efficientweldingtechnologiessoastomeet
7、thehighprocessingrequirements.Inordertoincreasetheweldingefficiency,twin-wireweldingormulti-wireweldingisadopted.Themainproblemoftwin-wireweldingisarcinterferencecausedbytheelectro-magneticforce.Howtosuppressorovercomearcinterferencebecomesaveryimportantsubjectforpeople
8、workingintheweldingfield.Inthispaper,webuildupatwin-wireweldingplatformwhichcontainsautomaticweldingsystem,ele
