脉冲电流水下湿法焊接熔滴过渡行为调控机理研究

【作者】 贾传宝； 张勇； 武俊飞； 邢长健； 武传松；

【机构】 山东大学现代焊接技术研究所；

【摘要】 水下湿法焊接典型熔滴过渡形式为大滴排斥过渡,存在过渡频率低、导致飞溅、容易熄弧等问题,严重影响了该工艺过程稳定性和焊接质量。与传统熔化极气体保护焊接方法不同,单纯采用增加焊接电流或电弧电压,无法达到降低药芯焊丝湿法焊接熔滴尺寸和提高过渡频率的目的。提出一种基于特殊脉冲电流波形的水下湿法焊接工艺,从改变湿法焊接熔滴受力条件入手,通过急速降低焊接电流降低熔滴受到的排斥力,促使其向下垂落和产生震荡,然后急速增大焊接电流,利用突然增大的电磁力和惯性动量促使熔滴脱离焊丝,再次降低焊接电流保证熔滴沿焊丝轴线进入熔池,实现较高频率的、较小熔滴尺寸的自由过渡模式。搭建了脉冲电流焊接实验平台,实现了设定波形对焊接电流波形的有效控制。设计了利用弧压反馈对电弧弧长进行控制的方案,减少熄弧并维持较稳定弧长。初步开展了脉冲电流条件下的水下湿法焊接工艺试验,并采集了视觉和电信号检测,发现最大熔滴直径降低至5mm以下,短熄弧频率大大降低,几乎没有短路过渡和表面张力过渡,焊接过程的稳定性明显提高,能够提高该工艺承受水下恶劣因素影响的能力,具有重要的理论意义和应用价值。更多还原