本文關(guān)鍵詞：高效多絲焊接設(shè)備及工藝研究

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【摘要】：GMAW(熔化極氣體保護焊)焊接工藝采用混合氣體保護,電弧燃燒穩(wěn)定,焊縫質(zhì)量優(yōu)異。但GMAW熔敷速度低,不適合中大厚度焊件焊接。隨著對焊接高效化要求不斷提高,熱絲GMAW以優(yōu)異的高熔敷率特性,受到國內(nèi)外很多焊接人士的關(guān)注。熱絲GMAW電源由相互獨立的GMAW電源和熱絲焊接電源組成。GMAW電源提供焊接主弧,熔化主焊絲和母材,形成熔池,并利用熔池熱量熔化預(yù)熱焊絲;低頻交流焊接電源提供熱絲電流,經(jīng)熔池形成回路,實現(xiàn)焊絲的預(yù)熱效果。本文通過改進現(xiàn)有熱絲設(shè)備,將200Hz交流熱絲電流從150A提高到300A。為了實現(xiàn)擴容效果,對二次逆變電路中IGBT的RCD緩沖網(wǎng)絡(luò)以及變壓器原邊過流保護相關(guān)參數(shù)進行了改進,以實現(xiàn)大功率開關(guān)管的穩(wěn)定工作;通過分析預(yù)熱焊絲受熱過程,采用數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)并確立了預(yù)熱焊絲每個階段溫度變化的表達式,建立焊絲受熱熔化模型;受熱模型主要包括交流熱絲電流對焊絲的預(yù)熱效果以及熔池熱效應(yīng)對焊絲的加熱效果;分析了熱絲電流、預(yù)熱焊絲干伸長與熔敷速率之間的關(guān)系;在此基礎(chǔ)上,通過交流單熱絲GMAW復(fù)合焊接工藝試驗、交流雙熱絲GMAW復(fù)合焊接工藝試驗驗證焊絲熔化模型;并進行了一定的工藝實驗,實驗確定了在主弧電流電壓從210A/29V增加到360A/35V、干伸長從16mm增加到30mm、焊絲間距從6mm增加到15mm、交流熱絲電流從100A增加到300A時,相應(yīng)的送絲速度范圍,得出了送絲速度與熱絲電流、干伸長、焊絲間距和主弧電流電壓之間的匹配關(guān)系。并進行了10mm和25mm板厚的工藝試驗,驗證交流熱絲GMAW復(fù)合焊接的優(yōu)越性。焊接試驗驗證了預(yù)熱焊絲受熱熔化模型,在焊絲熔化過程中,當焊接參數(shù)確定的情況下,確實存在一個固定的最佳送絲速度范圍;焊接試驗過程中,焊接熔敷速率最大能達到25Kg/h,與其他焊接工藝相比,具有明顯優(yōu)勢,實現(xiàn)了低線性熱輸入,高熔敷率的焊接效果。而且,熱絲GMAW焊接方法還適應(yīng)于厚板焊接,焊接接頭性能優(yōu)良。
【關(guān)鍵詞】：高效 熱絲GMAW 弧焊電源 控制 工藝試驗
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG434.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 高效焊接工藝的發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 T.I.M.E.焊接10-11
• 1.2.2 熱絲T IG/M IG工藝11
• 1.2.3 復(fù)合雙弧焊11-12
• 1.3 多絲高效焊接工藝研究12-14
• 1.3.1 多絲埋弧焊12-13
• 1.3.2 多絲明弧焊13
• 1.3.3 熱絲+電弧焊復(fù)合焊接工藝13-14
• 1.4 熱絲GMAW焊主要優(yōu)點14-15
• 1.5 本課題研究內(nèi)容15-17
• 第2章 焊接平臺與熱絲原理17-31
• 2.1 試驗設(shè)備17-19
• 2.2 焊接設(shè)備整體框架19
• 2.3 電源主電路拓撲結(jié)構(gòu)及工作原理19-22
• 2.3.1 交流脈沖電路二次逆變電路工作原理20-22
• 2.3.2 直流GMAW電路工作原理22
• 2.4 熱絲原理22-29
• 2.4.1 熔池上方焊絲溫度模型的建立23-25
• 2.4.2 熔池內(nèi)部焊絲溫度分布模型25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-31
• 第3章 高效焊接工藝熔敷速率實驗研究31-43
• 3.1 單熱絲GMAW工藝試驗31-36
• 3.1.1 熱絲電流對預(yù)熱焊絲熔化速度的影響31-32
• 3.1.2 預(yù)熱焊絲干伸長對預(yù)熱焊絲熔化速度的影響32-34
• 3.1.3 預(yù)熱焊絲與主弧焊絲間距對預(yù)熱焊絲熔化速度的影響34-35
• 3.1.4 主弧電流電壓對預(yù)熱焊絲熔化速度的影響35-36
• 3.2 雙熱絲GMAW工藝試驗36-42
• 3.2.1 熱絲電流對預(yù)熱焊絲熔化速度的影響37-38
• 3.2.2 預(yù)熱焊絲干伸長對預(yù)熱焊絲熔化速度的影響38-39
• 3.2.3 預(yù)熱焊絲與主弧焊絲間距對預(yù)熱焊絲熔化速度的影響39-40
• 3.2.4 主弧電流電壓對預(yù)熱焊絲熔化速度的影響40-42
• 3.3 本章小結(jié)42-43
• 第4章 雙絲與三絲高效焊接工藝實驗研究43-57
• 4.1 焊接速度與坡口夾角及熱輸入的關(guān)系43-48
• 4.2 單道焊焊縫成形工藝試驗48-52
• 4.3 多道焊接焊縫成形工藝試驗52-53
• 4.4 高效三絲焊接工藝焊縫內(nèi)部成形53-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 結(jié)論57-59
• 參考文獻59-63
• 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文63-65
• 致謝65

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