旋转陶瓷片约束TIG电弧超窄间隙焊接技术研究

论文摘要

超窄间隙焊接是采用间隙尽量小的I形坡口得到高质量焊接接头的一种高效率焊接技术。超窄间隙焊解决的技术关键是侧壁熔合问题，目前国际上采用电弧摆动或旋转方法来解决侧壁熔合问题，但此方法使焊接过程的控制及设备更为复杂。因此，限制了窄间隙焊接在某些领域中的实际应用。本试验研究的窄间隙TIG焊接技术，采用在改装过的埋弧焊接设备上加自制的焊枪进行焊接，并且在焊枪上钨极两侧加圆形旋转陶瓷片约束电弧，防止电弧攀升，防止钨极和坡口侧壁产生等离子弧，有效的控制电弧的加热区域，从而解决侧壁熔合。并且能将坡口间隙减小到5.5mm以下。本课题通过电弧形态的观察分析，以及焊缝形状的测量，试验研究了不同旋转陶瓷片约束条件下电弧的形态和加热特性；研究了旋转陶瓷片约束TIG电弧对母材的加热效果。通过分析焊接工艺参数对电弧形态的影响以及对焊缝熔深和熔宽的影响，匹配合适的焊接工艺参数，保证坡口侧壁熔合，从而实现能够进入更小的坡口间隙进行焊接的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题研究的背景
• 1.2 超窄间隙焊接研究的现状与应用
• 1.2.1 超窄间隙焊接研究的现状
• 1.2.2 超窄间隙焊接的应用
• 1.3 问题的提出
• 1.4 本课题研究内容
• 第二章 TIG窄间隙焊接思想
• 2.1 电弧焊解决窄间隙焊接母材熔合
• 2.2 通过电弧约束解决侧壁熔合基本思路
• 第三章 实验设备及方法
• 3.1 实验设备及装置
• 3.1.1 焊枪
• 3.1.2 陶瓷片的选择及制作过程
• 3.1.3 焊接电源
• 3.1.4 自动焊接设备
• 3.1.5 装焊夹具设计
• 3.2 实验方法
• 第四章 旋转陶瓷片约束电弧的实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 试验原理和方法
• 4.2.1 试验原理
• 4.2.2 试验方法
• 4.3 试验结果及分析
• 4.3.1 约束深度与约束宽度对电弧形态影响
• 4.3.2 焊接电流对电弧形态的影响
• 4.3.3 焊接电压对电弧形态的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 约束电弧对母材加热效果试验研究
• 5.1 陶瓷片的转速及烧损量的试验
• 5.2 气体保护性实验
• 5.2.1 送气方式对气体保护效果的影响
• 5.2.2 气体流量及分配对气体保护效果的影响
• 5.3 平板焊接实验研究及分析
• 5.3.1 焊接规范的试验及分析
• 5.3.2 焊接工艺参数对焊缝成形的影响
• 5.4 窄间隙焊接实验研究及分析
• 5.4.1 焊接规范实验及分析
• 5.4.2 焊接工艺参数对焊缝成型（侧壁熔合）的影响
• 5.5 本章小结
• 第六章 问题与展望
• 6.1 问题
• 6.2 展望
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的学术论文