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熔化极气体保护焊作为现代船舶焊接生产中的关键技术之一,在造船工业中起着举足轻重的作用。随着船舶工业生产的不断发展,对提高船舶建造效率的要求越来越高。船舶建造效率的大幅度提高,要求采用先进高效的焊接技术和焊接工艺。在船用钢熔化极气体保护焊领域,提高焊接速度面临的首要问题是高速焊接条件下容易出现咬边、驼峰等焊缝缺陷,限制了焊接效率的提高。本文从焊接工艺角度出发,研究开发了最新的船用钢三丝高速GMAW焊接技术,试验分析了焊接工艺参数与焊缝成形、尺寸间的影响规律,以及三丝高速GMAW焊焊缝接头组织特点,采用此方法可实现1.8m/min焊速下的良好焊缝成形。本课题建立了一套完整的三丝高速GMAW焊焊接试验系统平台,采用该平台进行试验工作稳定,参数调节方便,并能实时采集电流电压信号,实现了对焊接过程稳定性的分析。通过试验研究和理论分析,发现了实现三丝GMAW焊高速焊接稳定和良好焊缝成形的关键因素。三丝焊采用CO2气体保护,DCEP/DCEN/DCEP和DCEN/DCEP/DCEN极性组合焊接,三丝电弧间电磁相互作用力明显减弱,焊缝成形良好,焊接速度达到了1.8m/min。通过焊接电流电压规范试验对DCEP/DCEN/DCEP极性焊接过程中的电流电压范围进行了分析,发现三丝焊过程三电弧间存在复杂的共同作用。为了获得良好的焊缝成形,在焊速1.8m/min条件下,三丝GMAW焊的总焊接线能量大小需控制在电流规范250A/250A/250A到550/450/450A范围内;总焊接线能量相近时,三丝电流电压规范分配同样会对焊缝成形产生影响。在此基础上,进一步设计了焊接速度和焊接电流电压规范试验,实现了对三丝焊焊缝几何尺寸的预测。研究了三焊枪空间位置参数(相邻焊枪间距离、相邻焊枪夹角、焊枪倾角)对焊缝成形及焊缝尺寸的影响,并根据实际焊缝成形的结果,设计了焊丝指向位置偏移试验,相同焊接工艺条件下,三丝指向位置的微小偏移影响角焊缝尺寸和焊缝成形好坏。本文还对单丝、双丝和三丝GMAW焊焊接工艺在获得相同焊缝脚长条件下的焊接速度、焊接线能量和焊缝接头组织特点进行了比较分析,发现三种焊接工艺的焊接速度近似满足1:2:3关系,焊缝接头组织相近,粗晶区出现过热组织。