高速GMAW駝峰焊道成因及GMAW+TOPTIG復(fù)合焊抑制機(jī)理研究.pdf

1、熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）是一種應(yīng)用廣泛、工藝簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的高效焊接方法。近年來(lái)，許多企業(yè)對(duì)進(jìn)一步提高 GMAW的生產(chǎn)效率提出了需求，其最直接的方式是采用高速焊接。然而，焊接過(guò)程中，隨著焊接速度的增加，極易產(chǎn)生咬邊、駝峰焊道及其它焊縫成形缺陷。為了避免高速焊接過(guò)程中產(chǎn)生成形缺陷，首先必須對(duì)形成這些缺陷的原因進(jìn)行分析，并依此找出抑制缺陷產(chǎn)生的有效可行方法。本文主要研究熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）高速焊接過(guò)程中駝峰缺陷的形成機(jī)制，

2、并提出抑制的方法。本研究對(duì)于高速焊接方法的工程應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。
　　開(kāi)展了焊速2 m/min的高速GMAW焊接。通過(guò)改變焊接速度、電弧長(zhǎng)度、焊接保護(hù)氣體等參數(shù)，探討了焊接參數(shù)對(duì)駝峰缺陷的影響規(guī)律。通過(guò)搭建高速攝像系統(tǒng)及激光輔助照明系統(tǒng)，觀察了駝峰形成過(guò)程。研究表明，電弧下端的“固態(tài)斑點(diǎn)”是駝峰形成的源頭。當(dāng)“固態(tài)斑點(diǎn)”被電弧下方薄的液體層或者回填的液態(tài)金屬填充，則焊縫成形良好；當(dāng)“固態(tài)斑點(diǎn)”不斷積聚，就會(huì)形成大的“固態(tài)凝固

3、區(qū)”。“固態(tài)凝固區(qū)”既阻止后端液態(tài)金屬的回流、填充，也阻止了前端液態(tài)金屬的向后流動(dòng)，便形成駝峰谷底，而被其分割的兩段液態(tài)金屬不斷堆積并凝固形成駝峰波峰。高速焊時(shí)，隨著速度的提高，熱輸入變小，電弧下方熔化的液體層變薄，在電弧力或者熔滴撞擊力的作用下極易“吹出”或者“撞擊出”上述“固態(tài)斑點(diǎn)”。因此，“固態(tài)斑點(diǎn)”的數(shù)量、電弧下方液態(tài)金屬薄層的面積、“固態(tài)凝固區(qū)”的大小以及回填液態(tài)金屬的流動(dòng)性決定了駝峰缺陷程度。
　　基于駝峰缺陷形成機(jī)理

4、分析，開(kāi)發(fā)了可實(shí)現(xiàn)高速焊接的GMAW+TOPTIG復(fù)合焊接工藝。通過(guò)相同焊接條件下常規(guī)GMAW和GMAW+TOPTIG的堆焊試驗(yàn)，驗(yàn)證了該復(fù)合焊接工藝對(duì)駝峰缺陷的抑制作用。即通過(guò)TOPTIG的電弧力作用，推動(dòng)后端液態(tài)金屬的回填，使GMAW電弧下方產(chǎn)生的“固態(tài)斑點(diǎn)”數(shù)量及“液態(tài)金屬薄層”面積變小。通過(guò)TOPTIG電弧熱作用，減小后端液態(tài)金屬的表面張力以促進(jìn)回填液態(tài)金屬的流動(dòng)性。使回填作用更加明顯。另外TOPTIG的獨(dú)特送絲功能也抑制了由于