双钨极氩弧焊电弧物理及工艺特性研究

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1、工学硕士学位论文双钨极氩弧焊电弧物理及工艺特性研究RESEARCHONPHYSICALCHARACTERISTICSANDWELDINGPROCESSOFTWIN-ELECTRODETIGWELDINGMETHOD顾学亮哈尔滨工业大学2007年7月国内图书分类号：TG444.+74国际图书分类号：621.791工学硕士学位论文双钨极氩弧焊电弧物理及工艺特性研究硕士研究生：顾学亮导师：张广军副教授申请学位：工学硕士学科、专业：材料加工工程所在单位：材料科学与工程学院答辩日期：2007年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TG444.+74U.D.C.

2、:621.791DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPHYSICALCHARACTERISTICSANDWELDINGPROCESSOFTWIN-ELECTRODETIGWELDINGMETHODCandidate:GuXueliangSupervisor:Asso.Prof.ZhangGuangjunAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MaterialsProcessingEngineeringAffiliation:Schoolof

3、MaterialsScienceandEngineeringDateofDefence:July,2007Degree-Conferring-Institution:：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要双钨极氩弧焊是近年来出现的一种新型的焊接方法，旨在克服传统钨极氩弧焊焊接效率低的缺点。其特点是焊枪的喷嘴内并列放置了两个彼此绝缘的钨极，由两台电源供电，在两个钨极之间形成一个耦合电弧。为了探索双钨极氩弧焊的特点，需要研究耦合电弧的物理特性。本文的研究内容分为两个方面：一方面测量双钨极氩弧焊耦合电弧的电流密度分布，研究耦合电弧

4、的物理特性，揭示电弧的耦合机理；另一方面通过焊接工艺试验探索双钨极氩弧焊在薄板高速焊接和厚板高熔敷率焊接中的应用。首先，观察耦合电弧的电弧形态。通过电弧图像采集系统获取耦合电弧形态，分析不同电流大小、钨极间距、角度下的电弧形态，结果表明双钨极耦合电弧不同于两个单钨极电弧的简单叠加，当加有对称电流时，电弧呈对称分布，钨极间距越大，电弧横截面积变化梯度越小；当加有偏电流时，电弧由大电流的一侧偏向小电流的一侧；与单钨极氩弧焊相比，双钨极氩弧焊的电弧横截面积变化梯度较小。其次，通过探针法对耦合电弧电流密度分布进行了测量，结果表明，在相同的总电流下，双钨极耦合电弧电流密度峰值小于单钨极

5、氩弧焊电弧；耦合电弧电流密度是椭圆分布的，在钨极间距较小时椭圆的长轴与焊接方向相同，有利于能量的集中和减小焊缝熔宽。再次，基于双钨极耦合电弧压力低于单钨极的特点，本文进行了薄板高速和厚板高熔敷率焊接试验，研究双钨极氩弧焊在高效焊接中的应用。结果表明，焊接1mm低碳钢板的最大焊接速度可以达到1500mm/min，6mm低碳钢板填丝焊接熔敷率可以达到47.87g/min，提高了钨极氩弧焊的生产率。以上工艺试验研究验证了双钨极氩弧焊在高效焊接中的应用具有广阔的前景。关键词双钨极氩弧焊；电流密度；高速焊接；高熔敷率焊接；电弧形态-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractTw

6、in-electrodeTIGwelding(T-TIG)isanewkindofweldingmethodcharacterizedbytwotungstenelectrodesinsulatedfromeachotherinthetorch.BetweenthetwoelectrodesacoupledelectricarcisformedanditspressureismuchlowerthantheoriginalTIGarc.T-TIGcanincreasetheweldingspeedanddepositionrateswhilekeepinghighqualit

7、ywelds.Thestudyofthisarticleincludestwoparts:oneistomeasurethecurrentdensityoftheT-TIGcoupledarcandstudythemechanismofthecoupledarc;theotheristoexploretheapplicationoftheT-TIGinhighspeedweldingofthinplateandhighdepositionweldingofthickplate.Thecoupledarc