焊缝清根质量的好坏直接影响焊缝使用性能,因此,保证清根质量至关重要。目前,国内焊缝清根主要采用手工碳弧气刨,工作效率低,劳动强度大,工作条件恶劣。盘式清根技术是新型的自动焊缝清根技术,是利用盘式电极和工件间的电弧作为热源,将金属加热至熔融状态,用高速气流吹除,从而达到清根目的。其大大提高了焊缝清根的生产效率,降低劳动程度,对我国制造业的发展和压力容器生产具有极大的促进作用。本研究通过自行设计加工的平焊位置清根装置和横焊位置清根装置分别进行了平焊位置清根试验和横焊位置清根试验,得到影响焊缝清根质量的工艺参数,并得出保证焊缝清根质量的最佳工艺参数。试验结果表明,影响盘式清根技术焊缝清根质量的工艺参数主要是电弧电压、电流和清根速度。其中,电弧电压及其稳定性对清根过程影响效果尤其明显。保证焊缝清根质量最佳工艺参数是电弧电压稳定在22～24 V左右,电流大小在580～600 A左右。由于盘式电极的特殊性,电弧分布对清根影响较大。本研究根据电弧物理基础,研究分析了清根过程电弧分布规律。由于盘式电极的高速旋转,电弧受热惯性的影响,导致阴极斑点的扩散移动,从而使电弧能量分散。本文对清根过程产生的温度场进行了实时动态模拟研究,分析了清根过程对焊缝组织及性能的影响。为提高精度,考虑了材料的热物理性能和力学性能随温度的变化;采用过渡网格划分形式划分网格以保证焊缝处网格足够细小,选取适当的计算时间步长,采用单元生死技术模拟金属的熔融过程。通过对清根温度场分布情况以及热循环曲线进行分析,并与焊接过程比较,得出盘式清根技术对焊缝组织影响小于焊接过程,对焊缝的性能影响较小,为盘式电极清根技术的可行性奠定了理论基础。