交流TIG-MIG复合焊的电弧物理特性及工艺研究讲课教案.docx
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2、、缩印或其它复制手段 保存论文和汇编本学位论文。论文作者签名:刍选垫导师签名:j车致缓日万方数据此文档仅供学习和交流目录目录摘jliEIABSTRACTIII第l章绪论111选题意义112国内外高效焊接工艺发展2121 ATIG焊2122双丝MIG瓜嗄AG焊2123激光MIGMAG复合焊4l-3国内外TIGMIG复合焊工艺发展5 14本文的主要研究内容 9第2章实验材料、设备和采集系统。1l21实验材料ll22实验设备12221数字化焊接电源12222焊接实验工作台1223电参数图像同步采集系统14231电参数采集系统14232图像采集系统1724 TIGMIG复合焊工艺参数。1925本章小结
3、19第3章交流TIGMIG复合焊电弧的物理特性2131交流TIGMIG复合焊电参数波形及电弧特性2l311交流TIGMIG复合焊电流电压波形21312丝极间距对复合焊电弧形貌、电参数波形的影响2632交流TIGMIG复合焊电弧的导电特性3 1321 MIG送丝速度对交流TIG电弧电流、电压的影响31万方数据山东大学硕士学位论文322交流TIG电弧电流对MIG电弧电流、电压的影响36323丝极间距对交流TIGMIG复合焊电弧电流、电压的影响4533本章小结50第4章交流TIGMIG复合焊熔滴过渡及焊缝成形5341交流TIGMIG复合焊中熔滴过渡规律5342交流TIGMIG复合焊在高速焊中消除驼峰
4、焊道的机理分析5643交流TIGMIG复合焊中,丝极间距对焊缝成形的影响6l431不同丝极间距对焊缝成形的影响6l432焊缝形貌分析7244交流TIGMIG复合焊,MIG电压对焊缝成形的影响7645本章小结78第5章结论79参考文献。8l致谢85万方数据COntentSC0ntentsABSTRACT(in Chin姻e)IABSTRACT(in English)IIIChapter 1 P代facel11 Signiflcance ofthe research topicl12 Development ofhigh emcient welding technology2121 A-TIG w
5、elding2122 Tandem MIGMAG welding2123 Laser_MIG抓厦AG hybrid welding413 The development ofTIGMIG hybrid welding514 Main content ofthe subject9Chapter 2 Materials,devic鹤and methods of experiments1 121 Choice ofexperimental materials1122 Choice ofexperimental devices12221 Digital welding power source122。
6、22 Welding experimental bench12 23 The eIectrical parameter-high speed photo collecting system1 4 231 The electrical parameter collecting system14232 high speed photo colleCting system1 724 Parameters ofTIGMIG hybrid、Velding19 25 Summaryl 9Chapter 3 PhysicaI characteristics of arc in AC TIG-G hybrid
7、 welding21 31 Wavefonn ofelectrical parameters and arc characteristics21311 WaVefonn ofelec虹ical parameters2l 312 Efrect ofwire-tungsten distance on hybrid arc sh印e2632 Conductive characteristics ofarc in AC TIG-MIG hybrid welding31321 Efrect ofMIG wire feeding speed on AC TIG arc3132。2 Efrect ofAC
8、TIG arc currellt on MIG arc36323 Efrect of wiretungsten distance on hybrid arc parameters4533 SummaW50Chapter 4 Droplet transfer and weId formation in AC TIG-MIG hybrid weIdin953 41 The rule ofdroplet transfer in AC TIG-MIG hybrid welding53万方数据山东大学硕士学位论文42 Analysis ofthe mechanism ofhumping eliminat
9、ion5643 Effect ofwire-tungSten distance on weld fomlation61431 Efrect ofwire-tungsten distance on weld fomlation6l432 Weld mo巾holog)r analysis 72 44 E仃ect of MIG Voltage on weld fornling 76 45 Summary78Chapter 5 Conclusions79Reference8171f16l:-lnIIk!i IiI!;万方数据摘要交流TIGMIG复合焊的电弧物理特性及工艺研究 摘要在气体保护电弧焊中,T
10、IG焊焊缝质量高,但焊接速度较低;MIG焊焊接 速度较高,但采用纯Ar时阴极斑点漂移,焊接质量较差。此外气体保护焊在大 电流和高焊接速度下容易产生咬边、焊缝不均匀等常见的焊缝成形缺陷。高速、 高效、优质:低耗是焊接生产发展的永恒方向和目标,本文研究的交流TIGMIG 复合焊既可提高焊接效率,又能获得优良的焊缝成形。之前国内外关于TIGMIG复合焊工艺的研究均在采用双直流的情况下进行, 本文中将交流TIG代替直流TIG与MIG复合,开展了交流TIGMIG复合焊在 低碳钢焊接实验。利用电参数图像同步采集系统研究交流TIGMIG复合焊中的 电弧物理特性和熔滴过渡、熔池流动和焊缝成形等工艺特点。从不同
11、焊接条件下 对焊缝成形的影响出发,进一步探讨和阐述各因素的作用趋势及其作用机理。分析了交流TIGMIG复合焊中复合电弧的周期性动态行为及不同的丝极间 距下复合焊电弧形貌和电参数波形的变化。研究表明,TIG电弧极性改变使两电 弧周期性吸引和排斥,交流TIG电弧正半波电流减小期间出现典型的方波特性。 分析了交流TIG电弧物理特性在MIG电弧作用下的变化、MIG电弧物理特性在 交流TIG电弧作用下的变化、交流TIG电弧和MIG电弧物理特性在不同丝极间 距下的变化,并用电弧电子发射机制解释了复合焊中交流TIG电弧正半波电流 增大电压减小、负半波电流电压不变和MIG弧长变长现象,用电弧自身调节系 统解释
12、了复合焊中MIG电弧电流增大现象。分析了在交流TIGMIG复合焊中MIG熔滴过渡规律,发现MIG焊丝前端 液态金属流在TIG电弧洛伦兹力作用下周期性来回摆动。研究了交流TIGMIG 复合焊在高速下咬边、驼峰等焊缝成形缺陷的抑制机理。阐述了在不同的丝极间万方数据山东大学硕士学位论文距和交流TIG电流下,交流TIGMIG复合焊焊缝熔深、熔宽、余高的变化趋向。 确定了获得良好焊缝成形时,合适的MIG焊接参数、交流TIG焊接参数和丝极 间距(4mm)。当获得优良焊缝成形时,在TIG电流小于MIG电流的条件下,交流TIGMIG 复合焊相比于直流TIGMIG复合焊具有相对较大的可调丝极区间,拓展了 TIG
13、MIG复合焊可用焊接工艺参数范围。关键词:交流TIGMIG;高速焊;电弧物理特性;熔滴过渡;焊缝成形万方数据ABSTRACTStudy on Arc Physical Characteristics and Welding 1echnoIogyof(AC)TIGMIG Hybrid WbldingABSTRACTIn traditional gas shielded、elding,good weld appearance can be obtained by TIG welding,howeVer,its production efficiency is quite lowMIG weldin
14、g haS higher production emciency,but when adopting Ar as shielded gaS,the weld process is unstable and the welding appear锄ce is badMoreoVer,co舢mon welding defects,like the undercut锄d irregular weld seam,can be easily occurred when employed high welding cunIent and welding speed in gas shielded weldi
15、ngHigh emciency,high quality锄d low ene玛y consumption is always required during welding,so in preSent paper,altemative cu盯ent(AC)TIG-MIG hybrid welding is印plied to impr0Ve tIle welding e珩ciency on the premise good weld印pearancePrevious research on TIG-MIG hybrid welding at home锄d abroad are used inth
16、e double direct current(DC),a11d(AC)TIG is adopted instead of(DC)TIG in this p印erThe experiment of(AC)TIG-MIG hybrid arc surfacing low carbon steel is studiedUsing the electrical par锄eter-graph synchronous data acquisition system,the characteristic of hybrid arc,drop transfer,the now of weld pool an
17、d the weld 印pearance are analyzedBased on the weld印pearance under diaerent welding parameters,the ea、ect mechanism of welding parameterS on the welding process is also obtainedThe dynamic behavior of hybrid arc in(AC)TIG-MIG hybrid welding process is clarifiedThe variation of mo础ology ofhybrid arC a
18、nd electrical parameterS with di丘erent wiretungsten distance is also studiedThe research shows that the arcpolarity changes of TIG make the two arc periodic attraCtiVe锄d repulsiVe,aJld the t),pical standard wave characteristics appear during the decrease of the positiVe half waVe cunent of the(AC)TI
19、G arcThe influence of MIG arc on the physical characteristics of(AC)TIG arc,the innuence of(AC)TIG arc on the physicalIII万方数据山东大学硕士学位论文characteristics of MIG arc and the influence of wiretungsten di咖nce on the physical propenies of(AC)TIG arC锄d MIG arc are analyzed in detailThe arc electron emission
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