電弧輔助活性TIG焊焊槍設(shè)計及焊接工藝實驗.pdf

1、電弧輔助活性TIG焊，簡稱AA-TIG（Arc assisted Activating TIG Welding）是一種結(jié)合活性TIG焊和雙鎢極氬弧焊接優(yōu)點(diǎn)的一種高效焊接方法。其特點(diǎn)在于焊接時二鎢極平行至于焊槍內(nèi)由兩臺獨(dú)立電源供電，形成耦合電弧，引入一定量活性氣體如O2，可獲得熔深顯著增加的焊縫形貌。本文選取母材為S30408不銹鋼進(jìn)行電弧輔助活性TIG焊工藝實驗，主電弧采用純氬氣保護(hù)，輔助電弧采用一定量氧氣和氬氣的形式保護(hù)，主電弧電流值

2、大于輔助電弧電流值，單道次焊縫熔深可達(dá)到11.06mm，深寬比可達(dá)到1.3以上，相比于普通TIG焊生產(chǎn)效率至少達(dá)到5倍以上。
　　本文研究主要內(nèi)容包括四方面:一、設(shè)計制造適用于該焊接法技術(shù)特征的焊槍;二、觀察電弧輔助活性TIG焊電弧形貌特征;三、研究適用電弧輔助活性TIG焊對焊8mm厚S30408不銹鋼焊接工藝，研究鎢極間距、弧長、活性氣體引入量和電流大小等對焊縫形貌的影響規(guī)律獲取較好的焊接參數(shù)。四、研究焊接主要參數(shù)對對接焊縫力學(xué)

3、性能的影響。
　　焊槍做為實現(xiàn)焊接過程的重要部件，首先對焊槍進(jìn)行設(shè)計制造，設(shè)計要點(diǎn)主要有:兩個鎢極間相互絕緣，由不同電源提供電流，滿足不同程度的電弧耦合;包含兩個獨(dú)立氣室，滿足不同成分的保護(hù)氣體對主輔電弧的保護(hù);鎢極間距可實現(xiàn)在1mm至12mm間進(jìn)行無極調(diào)節(jié)。通過數(shù)值模擬分析保護(hù)氣體在焊槍內(nèi)的流動行為和組分，進(jìn)一步優(yōu)化焊槍結(jié)構(gòu)。通過自行設(shè)計制造的焊槍進(jìn)行電弧形貌觀察和對接實驗。
　　獲取電弧形貌圖像分析得出，電弧輔助活性TI

4、G焊耦合電弧不同于普通TIG焊電弧形貌的鐘罩形，在二鎢極之間下方形成一個明顯收縮的“變態(tài)”電弧。耦合電弧隨著電流分配而靠近于大電流一側(cè)鎢極。
　　進(jìn)行電弧輔助活性TIG焊工藝實驗，通過對比普通TIG焊、雙鎢極TIG焊和電弧輔助活性TIG焊焊縫表面成型和焊縫截面，得出由于電弧輔助活性TIG焊綜合了活性TIG焊和雙鎢極氬弧焊的優(yōu)點(diǎn)，活性TIG焊能顯著增加焊縫熔深和雙鎢極氬弧焊的電弧壓力小，焊縫表現(xiàn)出表面成型良好和熔深較大的特點(diǎn);通過電

5、弧輔助活性TIG焊點(diǎn)焊實驗，研究點(diǎn)焊時間、弧長和電流配比對焊縫成型的影響。
　　通過力學(xué)性能測試了電弧輔助活性TIG焊針對S30408不銹鋼的對接接頭性能，進(jìn)行了室溫下的拉伸實驗和-40℃時的低溫沖擊韌性。實驗結(jié)果表明，焊接接頭的抗拉強(qiáng)度和低溫沖擊韌性都略低于母材值。參照相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定顯示，經(jīng)電弧輔助活性TIG焊的S30408不銹鋼焊接接頭性能合格。檢測對接接頭的耐腐蝕性能，結(jié)果顯示達(dá)到焊接接頭未出現(xiàn)晶間腐蝕裂紋，達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)