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《焊接电流和保护气体对大电流mag 焊焊缝成形的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、焊接电流和保护气体对大电流MAG焊缝成形的影响 提 要 在相同线能量下,研究了焊接电流与不同组元保护气体(Ar、He、CO2、O2)对大电流MAG焊焊缝成形的影响。结果表明,随着电流的增大,焊缝表面由光亮平滑变为发黑起皱;焊缝截面熔池形状由指状过渡为锥形,再发展为盆形。用无He保护气体,熔池形状大电流时为蘑菇形,小电流时为指状,都不理想;大电流情况下,含He的混合气体调节范围较宽,且焊缝熔池形状比较理想,这使大电流时选用气体配比比较容易,只要保证电弧形态和熔滴过渡稳定即可,所以含He的保护气体适于大电流的MAG焊接。 主题词 活性气体保护焊 焊缝 剖面1 前言 大电流熔化极气体保护焊(M
2、AG)是在传统MAG焊的基础上发展起来的一种新型、快速、高效的气体保护焊技术。其特点是采用平外特性电源,特殊的焊枪,双驱动快速送丝机构,多元保护气体和大干伸长,在保证焊接质量的前提下,将焊丝熔化速率比常规MAG焊提高2～3倍,大幅度提高了生产率。目前,大电流MAG焊技术已经应用于造船业、钢结构工程、汽车制造、机械工程、罐体结构、潜艇和坦克制造等[1～3]。文献[4,5]的研究结果表明,采用少氦或无氦混合保护气体作保护,在大电流区间得到的旋转射流过渡形式极不稳定,焊接过程飞溅大,焊缝成形恶劣,因此限制了使用焊接电流,从而限制了熔敷率的进一步提高。所以,为了能发挥大电流MAG焊的优点,本文研究了
3、保护气体的种类和电流的变化对焊缝成形的影响规律,为推动该技术的应用提供试验依据。2 试验材料和试验方法 利用自行研制的大电流MAG焊接系统在8mm厚的Q235钢表面进行堆焊,焊接过程中保持线能量不变,焊接速度为55～90cmömin,保护气体为Ar、He、CO2、O2组成的二元、三元、四元保护气体,气体流量为50Lömin。焊接后先观察焊缝的外观质量,然后截取金相试样,用硝酸酒精腐蚀后观察焊缝断面的形状。3 试验结果及分析3.1 电流和保护气体对焊缝外观质量的影响图1～图5为相同线能量下,保护气体和电流对焊缝外观质量的影响。图1 焊缝外形(1)保护气体为(75%的Ar+25%的CO2)时的
4、焊缝形态(见图1)。(a)320～340A、31V(b) 480～500A、45V图2 焊缝外形(2)保护气体为(63%的Ar+2%的CO2+35%的He)时的焊缝形态(见图2)。(a)270～290A、33V(b)490～510A、42.5V(c)560～580A、50V图3焊缝外形(3)保护气体为(68%的Ar+30%的He+2%的O2)时的焊缝形态(见图3)。(a)260～280A、31.5V(b)470～490A、42V(c)580～600A、48.5V图4焊缝外形（4)保护气体为(78%的Ar+6%的CO2+15%的He+1%的O2)时的焊缝形态(见图4)。(a)270～290A、
5、32V(b)510～530A、42V(c)690～710A、48.5V图5 焊缝外形(5)保护气体为(65%的Ar+8%的CO2+26.5%的He+0.5%的O2)时的焊缝形态(见5)。(a)360～380A、34.5V(b)480～500A、42.5V(c)630～650A、48V在焊接电流较小时焊缝表面平滑而且光亮,随着电流的增大,焊缝表面逐渐变黑,并且伴随有起皱现象。保护气体对焊缝外观质量的影响表现在无He时,熔宽减小和表面光亮平滑度变化程度都比有He时要小得多。这主要是因为He具有高的电离能,所以其电弧电压高,电弧能量大,电弧形态发生变化,电弧相对氩弧向外扩展。随着He含量的增加,因
6、He的散热作用强烈,对电弧产生冷却作用而使电弧收缩,加之随着电流的增大,电流通过电弧本身所具有的磁场使电弧产生的收缩增加,两者的综合作用,使得焊接熔池的宽度减小。熔宽在有O2和CO2的情况下,比无O2和CO2时的要小一些,这主要是因为O2的加入克服了电弧的阴极漂移作用,使焊接过程中的电弧稳定,熔宽减小;CO2则在焊接过程中分解成CO和自由氧,使得电弧冷却而使电弧收缩引起熔宽减小。另外,随着电流的增大,熔滴的过渡形式发生改变,逐渐由滴状过渡转变为轴向射流过渡、摆动射流和旋转射流过渡。熔滴过渡形式的改变,使保护气体对熔池的保护功能变差,氧化程度增加,导致表面发黑。从上述试验结果及对其所作分析可知
7、,大电流MAG焊时,电流相对较小时的焊缝外观质量,要优于大电流时的外观质量。3.2 电流和保护气体对焊缝断面形状的影响图6～图10为相同线能量下,保护气体和电流对焊缝断面形状的影响。图6 焊缝断面形态(1)保护气体为(75%的Ar+25%的CO2)时的焊缝断面形态(见图6)。(a)320～340A、31V(b)480～500A、45V(1)保护气体为(63%的Ar+2%的CO2+35%的He)时的焊缝断面形态
