抑制驼峰焊道的工艺措施

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1、本科毕业论文题i:抑制驼峰焊道的工艺措施及其验证院（部）:市政与环境工程学院专业：给排水科学与工程班级：姓名：学号：指导教师：完成日期：2016年11月06日1前言-11.1选题背景和意义-11-2研究现状-11.2.1高速焊焊缝成形缺陷的产生-11.2.2高速焊接工艺的研究现状・21.2.3本文主要研究内容・42高速GMAW焊接的试验平台-52.1试验平台的搭建-52.1.1焊枪的固定-62.1.2试验平台的调试-72.2试验所用的焊接电源-72.3试验所用的母材与焊丝-82.4图像采集系统-83高速GMAW焊接试验-113.1高速GMAW中焊

2、缝成形缺陷的产生・113.1.1试验1（焊接电流300A,焊接速度变化）-113.1.2试验2（焊接电流350A,焊接速度变化）-123.2驼峰焊道断面的形貌特点・143.3驼峰焊道的产生过程及机理分析・163.4驼峰焊道产生机理的试验验证・194结论-21谢辞-22参考文献-231.1选题背景和意义现代制造业的快速发展对焊接生产效率提出了越来越高的要求。提高焊接生产效率的重要途径之一是提高焊接速度。然而对于常规焊接工艺，随着焊接速度的提高，会出现咬边或驼峰焊道等焊缝成形缺陷，这些缺陷的产生严重影响了焊接质量，限制了焊接速度的进一步提高。虽然激光

3、焊和电子束焊可以在较高的焊接速度下得到良好的焊缝成形，但其设备及运行成本高，并口对工件装配精度要求高，限制了其更广泛的应用。因此，高效、优质、低耗是当前制造业对焊接技术提出的迫切要求，也是焊接技术发展的方向［1］。进入新世纪以后，制造业发展更加迅猛，市场竞争也愈发激烈，各企业为了提高其市场竞争力，都在致力于提高生产效率，降低产品的生产成本。焊接作为一种重要的成形工艺，其牛产效率的提高对制造企业的发展起着举足轻重的作用。在自动化、人工智能技术为焊接生产提供巨大便利的今天，怎样进一步对焊接工艺进行改进，使得焊接生产效率得到大幅度的提高，成为当前焊接工

4、作者研究的热点问题。提高焊接速度，是提高焊接生产效率的重耍途径。然而，对于常规的焊接工艺，如应用最广泛的熔化极气体保护电弧焊(GMAW),随着焊接速度的提高，会出现咬边(undercut),如果进一步提高焊接速度，就会击现驼峰焊道(humpingbead),其至是焊缝不连续。驼峰焊道，是指焊缝金属沿焊接方向分布严重不均、周期性交替出现“波峰”和“谷底”的焊缝成形缺陷。驼峰焊道在实际生产中是不可接受的，它的形成限制了焊接速度的大幅度提高，进而严重影响了生产效率。研究高速焊时驼峰焊道的形成机理并提出防止措施，是亟待解决的关键技术问题。由于在焊接速度提

5、高的过程中产牛咬边和驼峰焊道等焊缝成形缺陷，所以常规电弧焊接工艺的焊接速度一般不超过1m/min,即无法达到高速焊接的水平；在实际生产中，焊接速度更是被限制在0.5m/min以内。虽然采用高能密度焊接工艺技术，如激光焊和电子束焊，可以提高焊接速度和焊接生产率，但其工艺复杂、设备投资较大，并且对工件装配精度要求较高，所以难以大面积推广使用。为了提高焊接速度，焊接科研工作者从焊接工艺、设备出发，提出了许多解决问题的思路。目前的高速焊接工艺主要有以TandemGMAW［2］为代表的双丝或多丝电弧焊，另外也有人通过改进焊接电源和改变焊丝及保护气体成分来提

6、高焊接速度，也取得了一定的成效。但上述工艺或措施都存在着问题，如焊接设备变得复杂，焊接成本增加；在增大焊接电流的过程中容易造成母材的过热甚至烧穿，这些问题都限制了其广泛的实际应用［3］。如何在常规电弧焊接工艺的基础上做适当的改进来提高焊接速度，从而达到实现高速焊接的目的，具有重要的理论意义和工程实用价值。木课题就是在常规GMAW焊接工艺的基础上，通过适当改进来提高焊接速度以实现高速焊接，从而在一定程度上提高焊接生产效率。1.2研究现状1.2.1高速焊焊缝成形缺陷的产生在高速焊接过程中，当焊接速度达到临界值时通常会出现焊道表面形状的周期性波动这一显

7、著特征缺陷，即所谓的驼峰焊道。研究驼峰焊道的形成机理对于避免驼峰焊道的产生具有重要意义。冃前对于驼峰焊道的形成机理，主耍有以下几种不同观点：(1)液柱失稳理论Bradstreet认为驼峰是由熔池的表面张力引起的，并利用Rayleigh原理的液柱不稳定性來解释驼峰的形成机理。由于实际的焊缝金属所受约束条件与H由液柱假设相去甚远，Gratzke等人在这种简单液柱模型的基础上提出了拘束液柱模型，指出了焊缝液态金属与自由液柱的区别，提出了拘束度的概念，得到了拘束液柱失稳的判据，在一定程度上提高了该模型的准确性。但是在高速GMAW中，熔池高速运动，并且受到

8、重力、熔滴冲击力、电弧压力等多种力的综合作用，因此将高速焊中的熔池理想化为简单的液柱来解释驼峰的形成，有很大的局限性，而将表面张力作为驼