焊接工艺参数对CO2焊接Q235钢成型工艺影响的研究(2)

学生姓名 指导教师姓名 题目名称 课题适用专业

潘在庆 许建平

系部 职称

材料科学与 工程系 讲师

专业、 班级 从事 专业

材料科学与工程 09-3 班 材料 科学 是否外 □是□否 聘

焊接工艺参数对 CO2 焊接 Q235 钢成型工艺影响的研究 材料科学与工程 课题类型

CO2焊接具有生产效率高、焊接质量优良等特点，广泛应用于国民经济的各个部门。CO2 焊接的熔滴过渡形式对于材料的焊接性能有重要的影响。本文以Q235钢为母材，考察在 不同工艺参数(气体流量、电流、干身长度等)外加磁场对Q235钢焊接性能的影响规律， 研究熔滴过渡形式对于焊接成型性、焊缝金属熔化深度及性能的变化规律。针对CO2气 体保护焊飞溅大、成形差的特点, 利用外加纵向磁场控制CO2焊短路过渡。通过试验得 出: 在外加纵向磁场作用下,熔深减小, 熔宽增加, 焊缝堆高略有增加, 焊缝大致成 “宽而浅”的形状, 明显改变了CO2焊短路过渡的焊缝成形。 一、课题研究目的和意义 比较CO2气体保护焊相对于其他焊接方法的优点，阐述CO2气体保护焊自身的特点及相关 的工艺参数，并根据各种相关的工艺参数对CO2 气体保护焊的影响，来正确的选择焊接 参数及所要注意的问题。虽然CO2气体保护焊具有许多优点，但是它也有某些缺点，如 金属飞溅损失量约占焊接丝熔化量的10%左右，严重时可达30%~40%。金属飞溅不仅 会降低焊丝的熔敷系数， 增加焊接成本， 而且会使飞溅金属粘着导电嘴端面和喷嘴内壁， 引起送丝不畅，使电弧燃烧不稳定，降低气体保护作用，并使劳动条件恶化，必要时需 停止焊接进行喷嘴清理工作。 根据飞溅形成机理及人们的实际经验考虑， 减少飞溅是C02 气体保护焊推广应用的关键。 利用外加纵向磁场控制CO2焊， 比较在外加纵向磁场与 无磁场作用下,焊接工艺参数对焊接成型工艺的影响。 二、文献综述 1.课题的选题背景 针对CO2气体保护焊飞溅大、成形差的特点,利用外加纵向磁场控制CO2焊短路过渡。通 过试验得出:在外加纵向磁场作用下,熔深减小, 熔宽增加, 焊缝堆高略有增加,焊缝大 致成“宽而浅”的形状, 明显改变了CO2焊短路过渡的焊缝成形。 2. 技术发展的历史及现状 CO2气体保护焊技术, 是一种节能、高效、优质的焊接工艺, 自50 年代初问世以来, 受 到世

界各国的普遍重视, 很多国家的焊接工作者都致力于CO2气体保护焊技术的研究工 作, 并且随着相关科学技术的发展及研究手段的提高, 进一步推动了CO2 气体保护焊 技术的应用与发展。研究初期, 世界各国学者都认为: CO2气体保护焊中金属的氧化、 焊缝气孔及飞溅等问题是阻碍CO2气体保护焊技术应用的关键问题。为此,重点进行了 CO2气体保护焊冶金学的研究。60~70 年代, CO2焊接技术基础理论研究取得了突破性 进展, 提出了CO2 气体保护焊熔滴过渡模型, 研制成功晶闸管焊机, 实现了规范参数 一元化调节。80年代以后, CO2焊接技术无论在焊接电弧理论还是焊接冶金学方面都日

趋成熟。90年代至今, 焊接电源已从简单的抽头式变压器向高性能的电力电子化方向发 展；出现了一些新工艺, 如高速焊等；应用领域进一步扩大, CO2焊接技术在机车车辆、 汽车制造、石油化工及海洋船舶等众多领域得到了广泛应用。随着工业的发展, 我国焊 接行业也得到了蓬勃发展, 而CO2 气体保护焊因其具有高效节能、成本低、对油锈敏感 性较低、便于实现半自动和自动化焊接等优点, 发展十分迅速。然而CO2 焊短路过程中 飞溅大、焊缝成形差的问题一直没能根本解决, 阻碍了它的进一步发展。 3. 课题的应用前景 电磁作用焊接技术是近年来完善起来的一种新的焊接技术, 应用也日趋广泛。外加磁场 一般采用与电弧轴向平行的纵向磁场。纵向磁场促使电弧旋转, 改变弧柱等离子流和电 流密度的径向分布, 影响母材的加热熔化和焊缝成形。实践表明,利用外加磁场对焊接 中熔滴的过渡、熔池金属的流动、熔池的结晶形核及结晶生长等过程进行有效地干预, 使焊缝金属的一次结晶组织细化, 减小化学不均匀性, 提高焊缝金属的塑性和韧性, 降低结晶裂纹和气孔的敏感性, 从而提高焊缝金属的性能, 全面改善焊接接头的质量。 在航空、航天、冶金、机械等部门具有广泛的应用前景和巨大的实用价值 4. 工作机理 CO2 焊短路过渡过程中，当熔滴与熔池接触时，形成短路液柱，短路液柱截面上的电流 可看做是由许多平行的电流线组成的，这些电流线可以分解成轴向分量Iz和径向分量 Ir。在外加磁场作用下，单位长度液柱上的安培力为：Fw=Iz×Br F'w=Ir×Bz 安培力作用在短路液柱的切向方向上， 促使熔滴旋转。随着短路电流的逐渐增大，由 于电磁收缩效应，熔滴形成缩颈，缩颈处截面最小，在切向安培力的作用下，加速了缩 颈的断开，加快了熔滴过渡，降低了短路末期的能量积累，减少了电爆炸飞溅。短路液 柱电流的轴向分量Iz 占主要部分，径向分量Ir较小， 这就要求外加磁场存在一定的径

向分量Br,才能对缩颈产生较大的切向安培力。

5.性能和主要应用 有关资料表明, 在电磁作用焊接时,如果使用横向磁场, 在外磁场与等离子体和电弧自 身磁场作用下, 弧柱会产生偏移,工件上的活性斑点也会产生移动；当给电弧施加纵向 磁场时,电弧围绕自 …… 此处隐藏：2350字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……