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双电弧系统起弧过程及相互作用的研究

作　者: 张晶
导　师: 李德元
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 双电弧系统 TIG-MIG焊接焊接方法高速摄像焊接电弧
分类号: TG444.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 42次
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内容摘要

焊接技术作为一种重要的材料加工工艺,在制造工业领域得到越来越广泛的应用,同时人们对焊接技术的要求也越来越高,希望能够获得一种优质、高效且成本低、适用范围广的焊接工艺。随着科学技术的不断进步,复合焊方法开始逐渐出现在各个企业中。复合焊与传统焊接方法相比,具有大焊接熔深、高工艺稳定性、高焊接效率和较小的焊接变形等优点,能够大幅度提高焊接效率和焊接质量。本文所研究的TIG-MIG复合双弧法就属于复合焊,这种方法能有效的增加焊缝熔深、减小焊接变形,改善焊缝的力学性能。实验中对双电弧系统进行了设计,使两个焊枪的角度、距离和位置可以自由调整,两个焊枪都配备独立的电源。焊接时,先控制MIG电弧引燃,然后点燃TIG电弧,并通过高速摄像系统观察不同焊枪组合形式下的双电弧的起弧、稳弧和熄弧过程,确定最佳的工艺参数和焊枪组合形态。利用帕邢定律分析在有MIG电弧提供的导电通道的前提下,TIG电弧击穿的路径,确定了双电弧复合焊接时的起弧过程。并对双电弧系统不同起弧路径下的工件温度场进行模拟,观察其熔池形状;对焊后的焊接接头进行拉伸实验,比较不同的起弧路径对焊接接头力学性能的影响。对实验中不同的TIG电流焊接下得到的焊缝进行取样分析,对其预磨、抛光和腐蚀,观察其熔深和熔宽,进行比较,最后确认最佳的工艺规范。结果表明:当两个焊枪的角度为60°,距离为10mm,且MIG的保护气体流量为15L/min,焊接电流为180A,电弧电压为25V;TIG的保护气体流量为20L/min ,焊接电流为50A时,TIG电弧在钨极和工件之间产生,可以产生稳定的双电弧,具有良好的预热效果,得到的焊缝具有较大的熔深和较好的力学性能。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-26
  1.1 焊接技术的发展概况  10-13
    1.1.1 钨极惰性气体保护焊  11-12
    1.1.2 熔化极氩弧焊  12-13
  1.2 焊接技术发展的主要方向  13-15
  1.3 复合焊技术概述  15-19
    1.3.1 单面双弧法  15-16
    1.3.2 复合双弧法  16-18
    1.3.3 双面双弧法  18-19
  1.4 复合焊接技术工艺研究现状  19-22
  1.5 复合焊接技术的数值模拟  22-24
  1.6 本课题研究内容  24-26
第二章双电弧系统的设计  26-32
  2.1 双电弧系统的分析  26-27
  2.2 实验材料  27
  2.3 实验设备  27-30
  2.4 实验方法  30-32
    2.4.1 拉伸试验  30-31
    2.4.2 金相显微分析试验  31-32
第三章 TIG-MIG复合焊的实验数据分析  32-43
  3.1 TIG-MIG电极倾角对电弧的影响  32-36
  3.2 TIG-MIG电极间的距离对电弧的影响  36-38
  3.3 TIG-MIG的保护气体流量对电弧的影响  38-43
第四章 TIG-MIG复合焊的计算分析  43-58
  4.1 气体放电的相关理论  43-46
  4.2 帕邢定律的适用范围  46-48
  4.3 复合焊的起弧理论分析  48-54
  4.4 关于熔池的分析  54-58
第五章结论  58-59
参考文献  59-62
在学研究成果  62-63
致谢  63

双电弧系统起弧过程及相互作用的研究

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