热丝TIG焊的工艺及性能研究

论文摘要

TIG这种焊接方法由于采用惰性气体保护,电弧燃烧相当稳定,焊缝质量十分优异,是高端工业部门焊接制件和精密零部件首选的焊接工艺方法。但是TIG焊由于其电极的载流能力有限,电弧功率受到限制,熔敷速度低,尤其是中等厚度的焊接结构,需要开坡口和多层焊。热丝TIG焊是在普通冷丝TIG焊的基础上加一个单独的热丝电源对焊丝进行预热,不改变焊接线能量的情况下增加焊丝熔化速度,从而提高焊接生产效率。试验中使用的热丝电源是一个输出为恒功率的电源,本文中分析了热丝电源恒功率工作的原理,并从理论上计算出了不同热丝电流和送丝速度条件下焊丝的预热温度。使用热丝TIG接管机,用H08CrMoVA焊丝在外径45mm,壁厚8mm的q235钢管上进行冷、热丝TIG堆焊。改变焊接电流和热丝电流的大小,测定在一定电流下的送丝速度,计算熔敷速度。在焊接主电流为120A,热丝电流40A时,热丝TIG焊的熔敷速度比同样主电流下冷丝TIG焊提高了150%。为研究焊接主电流与热丝电流对熔敷速度的影响,逐渐增大主电流减小热丝电流,计算所得的焊丝熔敷速度逐渐增大,得出主电流是影响焊丝熔敷速度的最主要因素。固定焊接主电流,热丝电流,焊接电压,改变焊接速度测定送丝速度,发现焊接速度与送丝速度存在最佳匹配值,即送丝速度是焊接速度的10.32倍时,生产效率最高。焊后观察堆焊焊缝的微观金相,在热影响区出现了较为粗大的魏氏组织。用热丝TIG接管机,选用H08CrMoVA焊丝对外径42mm,壁厚5mm的12CrMoV钢管进行了冷、热丝TIG焊的对接工艺试验。为了提高电弧挺度,焊接主电流采用脉冲电流。经过计时发现,热丝TIG的焊接速度比冷丝快25%以上,提高了生产效率。对焊接接头进行拉伸试验和X光无损探伤,结果表明冷、热丝对接管材的抗拉强度均达到了生产应用的标准,在焊缝中也未出现气孔、裂纹、夹渣等缺陷。观察焊缝的微观金相组织发现,冷、热丝TIG对接焊缝中未出现粗大魏氏组织。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题的理论意义和实用价值
• 1.2 热丝TIG 焊的焊丝加热方式
• 1.2.1 利用焊丝电阻产热加热焊丝
• 1.2.2 高频感应加热焊丝
• 1.2.3 电弧加热焊丝
• 1.3 国内外热丝TIG 焊研究现状
• 1.3.1 国外热丝TIG 焊研究现状
• 1.3.2 我国热丝TIG 焊研究现状
• 1.3.3 热丝TIG 焊研究新进展
• 1.4 本课题研究内容
• 1.4.1 热丝TIG 焊的热丝电源的参数研究
• 1.4.2 热丝TIG 焊的熔敷速度的测定
• 1.4.3 热丝TIG 焊各参数之间的匹配关系
• 1.4.4 冷、热丝TIG 焊的对接试验
• 第2章 试验材料与方法
• 2.1 试验材料
• 2.2 试验设备
• 2.2.1 焊接电源
• 2.2.2 指令控制系统
• 2.2.3 热丝接管机
• 2.2.4 热丝送丝系统
• 2.2.5 万能试验机
• 2.2.6 金相显微镜机
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 可调工艺参数的试验分析
• 2.3.2 堆焊试验
• 2.3.3 对接试验
• 2.3.4 拉伸试验
• 2.3.5 金相试验
• 2.3.6 X 光无损探伤
• 第3章 热丝电源的参数分析
• 3.1 热丝电源的恒功率原理研究
• 3.2 焊丝预热温度的计算
• 3.3 本章小结
• 第4章 热丝TIG 的堆焊试验及焊接参数的匹配
• 4.1 焊前固定参数的影响与确定
• 4.2 冷丝自动TIG 焊的堆焊试验
• 4.3 热丝自动TIG 焊的堆焊试验1
• 4.4 热丝自动TIG 焊的堆焊试验2
• 4.5 热丝电流对焊缝成型的影响分析
• 4.5.1 热丝电流对焊缝宏观形状的影响
• 4.5.2 热丝电流对焊接稳定性的影响
• 4.6 对比试验
• 4.7 送丝速度与焊接速度的匹配试验
• 4.8 本章小结
• 第5章 冷、热丝 TIG 焊 12CrMoV 管对接试验
• 5.1 冷、热丝 TIG 焊的对接试验
• 5.1.1 热丝 TIG 焊对接试验
• 5.1.2 冷丝TIG 焊对接试验
• 5.2 冷、热丝 TIG 对接管材的力学性能试验
• 5.3 冷、热丝对接焊缝的微观组织分析
• 5.4 冷、热丝对接管材的X 光无损探伤
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要