论文部分内容阅读
MAG焊作为一种非常重要及常见的焊接方法,具有焊接冶金过程简单、熔敷效率快、焊缝纯净度高且成型美观等特点,被广泛应用于各种工业制造领域。为了达到提高生产效率和实现提升市场竞争力的目的,使MAG达到高速焊接时,常会发生电弧阴极飘移现象,并伴随驼峰焊道、咬边和不连续焊缝等一些列焊缝缺陷的产生。所以本文通过外加纵向磁场的方式,来改变电弧的能量分布以及熔池的流动与传热过程,从而消除焊缝缺陷改善焊缝成形。本文采用1.2mm的ER50-6焊丝,使用经试验前期工艺参数探索出的230A的焊接电流,36V的焊接电弧电压,保护气体为82%Ar+18%CO2,气体流量为20L/min,在厚度为4mm的Q235普通碳素结构钢钢板上进行磁控高速MAG焊接试验,使焊接速度达到35mm/s。通过改变激磁参数分别在高速摄像机和焊接视频监视系统下进行捕捉焊接电弧形态变化和熔池流动变化过程,焊后观察焊缝成型效果,并对磁控高速MAG焊接的机理进行解释分析,选取能够使焊接电弧稳定旋转和焊缝成形效果好的激磁参数,进行焊缝力学性能测试和焊缝金相组织观察并对比分析。研究结果表明,进行高速MAG焊接时,在纵向直流磁场控制下,当激磁电流为2A、4A、6A时,随着激磁电流的增大,焊接电弧旋转速度加快,但电弧形态都极不稳定,焊接飞溅大,焊缝成型效果差。在纵向交流磁场控制下,当激磁电流为4A,激磁频率为50Hz时,电弧形态呈钟罩型且稳定旋转。在激磁电流、激磁频率分别为4A50Hz、4A70Hz、6A50Hz时,焊缝成形效果比较好,宏观上没有发现焊缝缺陷。且在纵向交流磁场控制下,电弧中带电粒子的径向运动分量受洛伦兹力作用,使焊接电弧沿轴线方向发生顺时针和逆时针旋转,随着激磁电流的增大,磁感应强度增大,使带电粒子的旋转半径减小,电弧形态收缩程度变大。同一激磁电流下,随着激磁频率的增加,被压缩的电弧的边缘又发生了微小的扩张。纵向磁控又可以改变熔池的流动特性,有效的抑制咬边改善驼峰焊道等缺陷。在焊缝的力学性能测试中,焊缝的抗拉强度和硬度在激磁参数从4A50Hz、4A70Hz至6A50Hz时,有一定下降的趋势。在显微组织观察中,在4A70Hz和6A50Hz时,分别观察到气孔多和未熔合的缺陷现象。当激磁参数为4A50Hz时,显微组织最为均匀致密,无缺陷。所以在纵向磁控高速MAG焊接时,通过改变激磁参数,可以有效的改善焊缝成形,从而实现磁控高速MAG焊接,达到提高生产效率和提升市场竞争力的目的。