双丝间接电弧焊是一种新型的焊接技术,它与传统焊接方式最大的区别在于:在焊接过程中母材不接电极,电弧在两个焊丝之间产生,依靠电弧热和熔滴热熔化母材形成熔池。这种焊接方法具有高熔敷效率和低热输入的优点,但是由于对母材的热输入过低容易形成熔合不良等缺陷。为了提高双丝间接电弧焊的熔深,本文采用外加旁路的方法提高工件热输入,创新的提出了旁路耦合双丝间接电弧焊方法。通过给被焊工件一定的分流,除了在双丝之间形成间接电弧,在一根焊丝和工件直接也形成电弧,最终这两个电弧一起形成复合电弧,共同作用形成熔池。通过调整焊丝与工件之间的电流分配比例,可以有效改变熔深及余高,在控制母材热输入的同时还具有熔敷效率高的特点。首先研究了焊丝极性接法对焊接工艺性的影响,发现当工件接正极的时候,这种接法在较小的总电流,或者较小的工件分流比例的情况下难以焊合。即使在较大总电流与工件分流的情况下,虽然这种接法焊接效率高,但是焊接过程不稳定,飞溅很大,容易出现气孔和未焊合的现象。当采用工件接负极的时候,即使总电流较小,也能得到良好的焊缝,双丝电弧电流可以通过改变负极焊丝的送丝速度来调节负极焊丝的焊接电流,并且负极焊丝的电流越大,焊接的熔敷效率就越高。在总电流相同的情况下,旁路耦合双丝间接电弧焊的熔敷率可以达到传统比例熔化极气体保护焊的两倍,而稀释率仅为其三分之一。高速摄像拍摄结果显示,在总电流不变的条件下,随着双丝电弧电流的增加,耦合电弧的电弧形态从GMAW的钟罩型变成扫把型,然后变为三角形,最后再变成钟罩型,若继续增大变为双丝间接电弧焊则呈现提篮型。旁路耦合电弧对双丝电弧具有明显的稳弧作用。同时负极焊丝的熔滴过渡模式也随双丝电流的增加而发生变化。随着双丝电流的增加,负极熔滴的过渡模式从滴状过渡变为中间过渡最后转变为接触过渡,并且过渡周期逐渐变短。正极熔滴的过渡模式始终保持滴状过渡,过渡周期有少量的增加。另外,负极焊丝对正极熔滴的排斥作用随着双丝电流的增加越来越明显。利用电化学测试了旁路耦合双丝间接电弧堆焊奥氏体不锈钢层的耐蚀性,结果表明不锈钢堆焊层具有良好的耐点蚀性和耐晶间腐蚀性。这归因于这种焊接工艺由于焊接热输入小,堆焊层高温停留时间短,有效避免了 Cr23C6等析出,堆焊层具有较高的耐蚀性。