纵向磁控高速MAG焊接电弧形态及焊缝成形机理研究
发布时间：2024-03-26 01:11
MAG焊作为一种非常重要及常见的焊接方法,具有焊接冶金过程简单、熔敷效率快、焊缝纯净度高且成型美观等特点,被广泛应用于各种工业制造领域。为了达到提高生产效率和实现提升市场竞争力的目的,使MAG达到高速焊接时,常会发生电弧阴极飘移现象,并伴随驼峰焊道、咬边和不连续焊缝等一些列焊缝缺陷的产生。所以本文通过外加纵向磁场的方式,来改变电弧的能量分布以及熔池的流动与传热过程,从而消除焊缝缺陷改善焊缝成形。本文采用1.2mm的ER50-6焊丝,使用经试验前期工艺参数探索出的230A的焊接电流,36V的焊接电弧电压,保护气体为82%Ar+18%CO2,气体流量为20L/min,在厚度为4mm的Q235普通碳素结构钢钢板上进行磁控高速MAG焊接试验,使焊接速度达到35mm/s。通过改变激磁参数分别在高速摄像机和焊接视频监视系统下进行捕捉焊接电弧形态变化和熔池流动变化过程,焊后观察焊缝成型效果,并对磁控高速MAG焊接的机理进行解释分析,选取能够使焊接电弧稳定旋转和焊缝成形效果好的激磁参数,进行焊缝力学性能测试和焊缝金相组织观察并对比分析。研究结果表明,进行高速MAG焊接时,在纵向直...
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 磁控焊接技术简介
1.3 熔化极活性气体保护焊技术简介
1.3.1 熔化极活性气体保护焊分类及工作原理
1.3.2 熔化极活性气体保护焊焊接设备的组成
1.3.3 熔化极活性气体保护焊的技术特点及应用
1.4 高速焊的研究现状
1.5 课题主要研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
2.1 试验材料
2.2 试验设备
2.2.1 YASKAWA弧焊焊接机器人
2.2.2 磁控设备及冷却装置
2.2.3 高速摄像机拍摄电弧
2.2.4 焊接视频监视系统拍摄熔池
2.3 力学性能测试
2.3.1 拉伸试验
2.3.2 显微硬度试验
2.4 焊缝微观组织观察
2.5 光谱仪测试试验材料成分
第3章 纵向磁控发生装置与焊接滑动平台设计与安装
3.1 纵向磁场发生装置的设计与安装
3.1.1 纵向磁头的设计
3.1.2 纵向磁头的安装
3.2 焊接滑动工作台设计与安装
3.2.1 运动机构的设计
3.2.2 控制系统的设计
3.2.3 安装与使用
3.3 磁控焊接设备整体装配
第4章 纵向磁控对高速MAG焊接电弧形态及焊缝形貌的影响
4.1 试验前期工艺参数探索
4.2 无磁场控制下高速MAG焊接电弧形态和焊缝形貌
4.3 纵向直流磁场激磁电流对高速MAG焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.3.1 激磁电流为2A时对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.3.2 激磁电流为4A时对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.3.3 激磁电流为6A时对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4 纵向交流磁场激磁参数对高速MAG焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4.1 激磁电流为2A时频率对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4.2 激磁电流为4A时频率对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4.3 激磁电流为6A时频率对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4.4 激磁电流为8A时频率对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4.5 激磁电流为10A时频率对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.5 纵向交流磁场激磁参数对高速MAG焊缝成型的影响
4.5.1 激磁参数对焊缝熔宽的影响
4.5.2 激磁参数对焊缝余高的影响
4.5.3 激磁参数对熔池流动特征的影响
4.6 本章小结
第5章 纵向磁控对高速MAG焊接的机理分析和焊缝性能分析
5.1 纵向磁控对高速MAG焊接电弧形态的机理研究
5.1.1 纵向磁控对电弧形态的机理分析
5.1.2 纵向磁控对抑制咬边的机理分析
5.2 纵向磁控对高速MAG焊缝成形的机理研究
5.2.1 纵向磁控对改善驼峰焊道缺陷的影响
5.2.2 纵向磁控作用下驱动力对熔池流动特性的机理分析
5.3 焊接接头力学性能测试及分析
5.3.1 焊接接头抗拉强度分析
5.3.2 焊接接头硬度分析
5.4 焊缝区显微组织分析
5.5 光谱仪测试焊缝区材料成分
5.6 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文情况
致谢
本文编号：3939137
【文章页数】：108 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 磁控焊接技术简介
1.3 熔化极活性气体保护焊技术简介
1.3.1 熔化极活性气体保护焊分类及工作原理
1.3.2 熔化极活性气体保护焊焊接设备的组成
1.3.3 熔化极活性气体保护焊的技术特点及应用
1.4 高速焊的研究现状
1.5 课题主要研究内容
第2章 试验材料、设备及方法
2.1 试验材料
2.2 试验设备
2.2.1 YASKAWA弧焊焊接机器人
2.2.2 磁控设备及冷却装置
2.2.3 高速摄像机拍摄电弧
2.2.4 焊接视频监视系统拍摄熔池
2.3 力学性能测试
2.3.1 拉伸试验
2.3.2 显微硬度试验
2.4 焊缝微观组织观察
2.5 光谱仪测试试验材料成分
第3章 纵向磁控发生装置与焊接滑动平台设计与安装
3.1 纵向磁场发生装置的设计与安装
3.1.1 纵向磁头的设计
3.1.2 纵向磁头的安装
3.2 焊接滑动工作台设计与安装
3.2.1 运动机构的设计
3.2.2 控制系统的设计
3.2.3 安装与使用
3.3 磁控焊接设备整体装配
第4章 纵向磁控对高速MAG焊接电弧形态及焊缝形貌的影响
4.1 试验前期工艺参数探索
4.2 无磁场控制下高速MAG焊接电弧形态和焊缝形貌
4.3 纵向直流磁场激磁电流对高速MAG焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.3.1 激磁电流为2A时对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.3.2 激磁电流为4A时对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.3.3 激磁电流为6A时对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4 纵向交流磁场激磁参数对高速MAG焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4.1 激磁电流为2A时频率对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4.2 激磁电流为4A时频率对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4.3 激磁电流为6A时频率对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4.4 激磁电流为8A时频率对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.4.5 激磁电流为10A时频率对焊接电弧形态和焊缝形貌的影响
4.5 纵向交流磁场激磁参数对高速MAG焊缝成型的影响
4.5.1 激磁参数对焊缝熔宽的影响
4.5.2 激磁参数对焊缝余高的影响
4.5.3 激磁参数对熔池流动特征的影响
4.6 本章小结
第5章 纵向磁控对高速MAG焊接的机理分析和焊缝性能分析
5.1 纵向磁控对高速MAG焊接电弧形态的机理研究
5.1.1 纵向磁控对电弧形态的机理分析
5.1.2 纵向磁控对抑制咬边的机理分析
5.2 纵向磁控对高速MAG焊缝成形的机理研究
5.2.1 纵向磁控对改善驼峰焊道缺陷的影响
5.2.2 纵向磁控作用下驱动力对熔池流动特性的机理分析
5.3 焊接接头力学性能测试及分析
5.3.1 焊接接头抗拉强度分析
5.3.2 焊接接头硬度分析
5.4 焊缝区显微组织分析
5.5 光谱仪测试焊缝区材料成分
5.6 本章小结
第6章 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文情况
致谢
本文编号：3939137
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