高速旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙MAG焊接技術(shù).pdf

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1、InternalCombustionEngine&Parts·59·高速旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙MAG焊接技術(shù)韓偉；王沖；李飛（江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院無錫分院，無錫214000）摘要：針對現(xiàn)代制造業(yè)中大厚板焊接的技術(shù)現(xiàn)狀，該研究提出一種高速旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙MAG焊接新工藝。該工藝以空心軸電機(jī)直接驅(qū)動導(dǎo)電桿高速旋轉(zhuǎn)，帶動從偏心導(dǎo)電嘴中送出的焊絲端部的電弧在坡口內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，以達(dá)到改善坡口兩側(cè)壁熔透的目的。這種以空心軸電機(jī)驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙焊接方法及裝置，設(shè)計方案新穎，創(chuàng)新性強(qiáng)，焊炬結(jié)構(gòu)簡單緊湊，電弧旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)直徑調(diào)節(jié)方便，實用性好，適用于平位置的大厚板窄間隙熔化極氣體保護(hù)

2、焊接。關(guān)鍵詞：高速旋轉(zhuǎn)電弧；焊接技術(shù)；現(xiàn)代制造1技術(shù)背景隨著焊接結(jié)構(gòu)的大型化，厚板焊接結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用越來越廣泛。目前，國內(nèi)厚壁結(jié)構(gòu)制造中遇到的大厚度板材，多采用埋弧焊、電渣焊和開X型坡口的多層多道焊接工藝，但是前兩種工藝在焊接時不可避免的采用大線能量的焊接規(guī)范，常常導(dǎo)致焊接接頭特別是熱影響區(qū)嚴(yán)重脆化，很大程度上降低了沖擊韌性值，這對于要求高的場合是不允許的；采用多層多道焊，不僅焊接效率低，而且焊接質(zhì)量也常常難以保證，容易產(chǎn)生夾渣等焊接缺陷。因此，研究開發(fā)高效、高質(zhì)量的大厚板焊接新技術(shù)是有必要的。在此技術(shù)及工藝背景下，本工藝提出了一種采用高速旋轉(zhuǎn)電弧的窄間隙焊接新工藝，以期解

3、決大厚板高強(qiáng)鋼焊接中存在的技術(shù)難題，并為推動窄間隙MAG焊接技術(shù)在我國現(xiàn)代制造等行業(yè)中的推廣應(yīng)用打下基礎(chǔ)。2技術(shù)原理圖1新型高速旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙焊接原理在大厚板窄間隙焊接過程中，如何保證坡口兩側(cè)壁熔間隔為0.001秒）。這里的燃弧條件為：電弧電流Iav=300A，透，得到均勻美觀的焊縫成形，是亟待解決的關(guān)鍵問題之電弧電壓U=32V，以下同。從圖中可以看出，電弧呈錐形，一。因此，通過某種方式，使電弧在焊接坡口內(nèi)作一定范圍熔滴過渡形式是穩(wěn)定的軸向射流過渡。電弧較集中，熱量的擺動或旋轉(zhuǎn)，是十分有必要的。主要集中在坡口中部，熔滴受等離子流力等力的強(qiáng)制作在總結(jié)分析相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上

4、，提出了一種使用用，脫離焊絲端部，并以較高加速度沿焊絲軸向射向熔池，空心軸電機(jī)驅(qū)動的高速旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙焊接新技術(shù)，其原導(dǎo)致高溫金屬溶液集中于坡口中心，造成指狀熔深（參見理如圖1所示。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)原理見圖1（a），主要由空心軸電圖2a），而坡口兩側(cè)受熱較少，熔池流動性較差，因此側(cè)壁機(jī)、碳刷、導(dǎo)電桿和偏心式導(dǎo)電嘴等構(gòu)成。送絲機(jī)構(gòu)送出的熔合常常難以保證，在坡口側(cè)壁與焊道接合處易出現(xiàn)未熔焊絲，通過電機(jī)的空心軸和導(dǎo)電桿后，從偏心導(dǎo)電嘴送出。合缺陷。碳刷與焊接電纜相接，同時在壓緊彈簧的作用下，與導(dǎo)電當(dāng)電弧以50Hz和100Hz高速旋轉(zhuǎn)時，電弧的形態(tài)分桿上的法蘭臺面保持滑動接觸，以實現(xiàn)電纜

5、無纏繞下的焊別如圖3和圖4所示（圖片之間時間間隔為0.001秒）。電接饋電。電機(jī)直接驅(qū)動導(dǎo)電桿和偏心導(dǎo)電嘴運動，并帶動弧呈鐘罩狀，而且電弧極性斑點較大，占滿整個焊絲端面；焊絲端部的電弧高速旋轉(zhuǎn)（如圖1（b）所示）。旋轉(zhuǎn)速度可隨著電弧的高速旋轉(zhuǎn)，電弧按照一定的頻率在坡口兩側(cè)壁以在0~100Hz的范圍內(nèi)實時調(diào)節(jié)，更換不同偏心距的導(dǎo)之間運動，避免了電弧熱在坡口中心區(qū)域的聚集，從而增電嘴可以方便地調(diào)整旋轉(zhuǎn)半徑的大小，以滿足不同場合下加了側(cè)壁的熔透，并且有效地防止了指狀熔深的出現(xiàn)，隨的焊接需要。著電弧旋轉(zhuǎn)速度增加，這種特征變得更加明顯。另外，由于在高速旋轉(zhuǎn)過程中，電弧周期性地接近焊

6、接坡口側(cè)旋轉(zhuǎn)離心力的作用，熔滴不再沿焊絲軸向運動，而是向坡壁，使得電弧熱能夠有效地向側(cè)壁輸送，同時焊接熔池也口兩側(cè)方向呈非軸向過渡。得到了充分的攪動，加快了液態(tài)金屬的對流傳熱。因此，在當(dāng)焊絲旋轉(zhuǎn)到離側(cè)壁最近端時，如圖3a、h所示，電弧坡口兩側(cè)壁上形成了足夠的熔深，同時還可以避免在焊縫可以直接對側(cè)壁進(jìn)行加熱；同時，由于電弧對熔池的攪拌底部形成指狀熔深，從而提高了焊接的質(zhì)量。作用，使得熔池中液態(tài)金屬在側(cè)壁處產(chǎn)生堆積，有利于側(cè)3高速旋轉(zhuǎn)電弧及熔滴過渡行為壁的熔合。當(dāng)旋轉(zhuǎn)速度達(dá)到100Hz時，其電弧形態(tài)如圖4焊絲不旋轉(zhuǎn)時，電弧形態(tài)如圖2所示（圖片之間時間所示，由于旋轉(zhuǎn)速度的增大，

7、電弧對熔池的攪拌作用也更·60·內(nèi)燃機(jī)與配件圖2不旋轉(zhuǎn)時電弧高速攝影照片（U=32V，Iav=300A)圖3旋轉(zhuǎn)頻率為50Hz時電弧高速攝影照片（U=32V，Iav=300A)圖4旋轉(zhuǎn)頻率為100Hz時電弧高速攝影照片（U=32V，Iav=300A)InternalCombustionEngine&Parts·61·機(jī)械工程設(shè)計中的形狀優(yōu)化探討李國輝；劉桂超（共青科技職業(yè)學(xué)院，九江332020）摘要：對于機(jī)械工程設(shè)計的過程中，形狀優(yōu)化設(shè)計具有顯著提升機(jī)械產(chǎn)品承載能力的作用，進(jìn)而減少產(chǎn)品發(fā)生裂損的可能性，進(jìn)而提升機(jī)械產(chǎn)品的應(yīng)力集