预热焊丝对不锈钢薄板CMT焊接机制及熔滴过渡行为的影响.pdf

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1、硕士学位论文预热焊丝对不锈钢薄板CMT焊接机制及熔滴过渡行为的影响EFFECTOFPREHEATEDWIREONSTAINLESSSTEELCMTWELDINGMECHANISMANDDROPLETTRANSITIONBEHAVIOR杨锦程哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TG409学校代码：10213国际图书分类号：621.791密级：公开工程硕士学位论文预热焊丝对不锈钢薄板CMT焊接机制及熔滴过渡行为的影响硕士研究生：杨锦程导师：高洪明教授申请学位：工程硕士学科：材料工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex

2、:TG409U.D.C:621.791DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringEFFECTOFPREHEATEDWIREONSTAINLESSSTEELCMTWELDINGMECHANISMANDDROPLETTRANSITIONBEHAVIORCandidate：YangJinchengSupervisor：Prof.GaoHongmingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsEngineeringAffiliation：SchoolofMaterialsS

3、cienceandEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要不锈钢轨道客车车体搭接焊缝在电阻点焊连接后，通过对焊点间的缝隙进行MAG焊从而实现车体的密封。由于MAG焊接过程中热输入量较大而导致焊后变形严重、焊接缺陷较多。同时点固后结构由于变形而产生较大间隙，进而影响了焊接过程的稳定性。因此具有热输入量低、无飞溅、焊接过程稳定等特点的CMT焊接被提出应用于不锈钢轨道客车车体搭接焊缝的焊接中。但CMT焊接热输入量仍然过高，焊后仍存在较多焊接缺陷，且焊接

4、过程稳定性较低。由于焊丝预热与传统的MIG/MAG焊接技术相结合可有效的控制焊接过程中对母材的热输入并且提高焊接效率，因此本课题旨在通过在CMT焊接过程中引入焊丝预热，对焊丝预热对CMT焊接过程中的熔滴过渡行为以及焊接过程的影响机制进行分析，并利用工艺性试验，证明预热焊丝CMT焊接的优越性。本文首先利用电阻加热原理，对焊丝预热装置进行设计。同时利用有限元理论以及传热理论，针对CMT焊接的焊丝周期性抽送丝运动，建立了CMT焊接过程中焊丝预热的有限元模型。利用APDL语言，利用热生成率模型作为加热热源，通过热源的移动实现对不锈钢焊丝的加热，并得到了在CMT焊接过程中焊丝在焊丝预热设备中的温度分布情

5、况。通过对CMT焊接过程中熔滴过渡情况进行采集，对比分析不同焊丝预热条件下的CMT焊接过程中的熔滴过渡信息，得知焊丝预热可以明显提高熔滴生长尺寸，但是并不会改变CMT焊接的熔滴过渡方式。同时当预热焊丝温度较高时，焊丝在回抽阶段与熔池之间产生液桥，同时焊丝与熔池分离后焊丝端部残留尖锥状液滴，而导致在短路过渡阶段以及燃弧阶段中产生较多的飞溅。同时利用焊接电流电压信号以及焊丝运动速度相关信息，对焊丝预热对与CMT焊接过程影响机制分析，并发现焊丝预热可以提高CMT焊机的送丝速度，并提高CMT焊接周期长度，提高焊丝回抽长度，并降低焊丝抽送频率。最后利用工艺性试验证明，焊丝预热可以有效提高CMT焊接过程中

6、的熔敷率，并且改善焊缝成形情况。并且，焊丝预热可以有效提高CMT焊接效率以及不锈钢薄板搭接接头的焊接稳定性。关键词：CMT焊接；焊丝预热；熔滴过渡；焊丝温度场；不锈钢薄板-I-AbstractAbstractAftertheconnectionofstainlesssteelrailvehiclebodylapjointbyresistancespotwelding,MAGweldingisusuallychosentoperformonthegapbetweentheweldingjointstorealizethesealingofthevehiclebody.Duetothelargeh

7、eatinputduringtheMAGweldingprocess,post-welddeformationisseriousandweldingdefectsaremore.Atthesametime,solidificationofthestructureresultsinlargegapsduetodeformation,whichgreatlyaffectsthestabilityoft