超窄间隙焊接过程工艺稳定性及熔池形成

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1、硕f：学位论文摘要本文在总结以前对焊剂带约束电弧超窄间隙焊接研究的基础上，重新设计了焊枪以提高焊剂带约束电弧的稳定性。采用新的焊枪在一定的焊接参数和焊剂带送进速度范围下进行焊接试验，并结合焊接电压及焊剂带电压的波形图，对焊接过程中焊剂带在电弧中的位置经行分析，发现在采用连续送进的焊剂带约束电弧的焊接过程中，焊剂带在电弧中位置不确定，造成对电弧的约束程度不稳定。此外，焊剂带在向前移动时由于坡口内侧飞溅、摩擦等因素的影响易使焊剂带与焊丝轴线之间发生偏移，最终导致焊接过程稳定性变差发生电弧攀升。这些问题的出现都源自焊剂带刚性不足。为认识焊剂带约束电弧的超窄间隙

2、焊接中，母材的熔化特性及熔池的形成机制，重新设计了一种可调约束程度的焊剂带。在放置焊剂带的I形坡口中进行熔化极电弧焊接试验，且采用一种快速中断电弧的方法，使焊接过程中焊剂带、坡口底部和侧壁的熔化形态得以保留并观察。分析认为，在电弧区焊剂带被电弧热熔化的同时，对电弧产生一定的热收缩效应，加之焊剂带没有熔化的部分对电弧的固壁约束作用，能有效约束电弧在窄间隙坡口中的作用范围。当选择合适的侧壁根部焊剂带预留高度时，电弧的加热区域控制在坡口的底部和侧壁的根部，熔滴过渡的冲击作用及电弧力集中在熔池前端，使熔融金属形成一种从弧坑向后的流动，有利于排出熔池中的气体和熔渣

3、，从而形成无缺陷的焊缝。当侧壁根部焊剂带裸露高度大于一定值时，电弧所受约束程度减小，电弧加热区域扩展到较大范围的坡口侧壁上，熔滴过渡分散在坡口底部和侧壁上，熔池熔融金属难以形成贯穿整个熔池的流动，所形成的焊缝存在较多的孔洞。关键词：超窄间隙焊接；焊剂带约束电弧；稳定性；母材熔化：熔池AbstractInordertoimprovestabilityofconstrictedarc，aredesignofweldingtorchispresentedbasedonthepreviousstudiesofultra-narrowgapweldingwithc

4、onstrictedarcbysuccessivefeedingfluxstrips．undertheconditionofacertainweldingparametersandawiderangeoffeedingspeedoffluxstrips，weldingexperimentswerecarriedoutwiththenewtorch，andanalysisofthepositionoffluxstripsintheweldingarcweremadeonthebaseofweldingvoltageandfluxstripsvoltagew

5、aveforms．Itwasfoundthatuncertaintyoffluxstripspositionin嗽teadstothelowstabilizationofconstraintsdegreeofweldingarcduringultra-narrowgapweldingwithconstrictedarCbysuccessivefeedingfluxstrips·Furthermore，fluxstripsdeviatefromtheaxisofweldingwirebecauseofweldingspatterandfriction,th

6、ismayleadtothearcclimbupalongthesidewallfromthebottom．Allabovetheseproblemscallbecomedowntothelackofstiffnessofsuccessivefeedingfluxstrips．Forunderstandingcharacteristicsofbasemetalmeltingandmechanismofpoolformationinultra-narrowgapwithconstrictedarcbyfluxstrip，anewtypeoffluxstri

7、pWasdevelopede．andmetalarcweldingtestswerecarriedoutonIgroovedepositedwiththefluxstrips．ByusingofmethodforinterruptingarCquickly,themeltingformsoffluxstrips，groore，sbottomandsidewallsintheweldingprocesswereholdandobserved．Resultsshowthat．tllearcisthermallyconstrictedduetomeltingf

8、luxstrips，inaddition，theareisobtaineda、^