【doc】减少电弧焊接飞溅的方法.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流【doc】减少电弧焊接飞溅的方法.精品文档.减少电弧焊接飞溅的方法一减少电弧焊接飞溅的方法长沙铁路总公司彭惠民.阜n一1J,摘要金属极睫性气体保护焊(MAG)及C0焊是汽车工业应用广泛的焊接工艺,其焊接质量的好坏,直接影响汽车产品的优劣,甚至影响甫场竞争能力.CO焊,MAG焊虽具有众多优点,但也存在飞溅量大而影响工艺揉作及质量等问通.本文主要分析上述两种焊接法飞溅产生的原因及其抑制对策,舟绍了较为典型实用的方法.关键词焊接,CO焊,MAG焊,飞溅,抑制方法如;寻一辆汽车要焊接一万多十焊点和几十米乃至百米长的焊缝.如此庞大的焊接工作量,要求使用

2、高效弧焊设备,开发新焊接工艺,并努力提高焊接效率与质量.减少汽车工业广泛应用的MAG焊,C焊的飞溅,是提高焊接质量及效率的途径,本文对此将加以介绍.一,CO焊的飞溅CO焊,MAG焊都是在熔化搬与母材之间产生电弧,以此为热源来熔化焊丝及母材,并在其周围覆盖保护气体,进行焊接的气体保护电弧焊.1.CO.焊飞溅产生的机理CO,焊如表1所示,在小电流范围出现短路过渡;大电流范围成为颗粒过渡;中电流范围为短路过渡与颗粒过渡的混合状态.由于熔滴过渡不同,电流对飞溅量有较大影响.小电流范国的短路过渡,交替地引起短路与电弧,由于焊丝与熔池的短路,在焊丝前端产生熔滴过渡.这时,基本上由短路剜再产生电弧的过程中形

3、成飞溅,如围1所示.再产生电弧时的电流越大,飞溅量也越多.大电流范国的颗粒过渡,由于CO气体江算机械.j违与自动记Il9口62朝的冷却效果,电弧强烈地收缩.集中在图2所示的熔滴表面.向上挤压熔滴阻止熔滴过渡.衰:各种焊接法的熔滴过遮形态(扞丝DI2ramJ焊接电癔lIO02OOAl8028nA2Sl13511A短路过谖,CO扞短路过谴颗粒挝豌颗粒过蒋短路过渡MAG擤艋路过渡喷射过攫喷射过渡脉冲MAG焊喷射过美喷射过诖喷射过蘸J.:?一:-*.j-t.r1一口:孑,了?幺围z在电磁力作用下,飞溅量随之增大.另外,在颗粒过渡中,尤其在熔滴过渡短路期15?一一.0一,.一.t_Il_0Nui图三三,

4、=翔.,(0h掰下冉窖微褥路中葛严生飞溅.j静情挺最焊筵前端船铬清虽对熔池短路,电流豢中在路鄢俺啦再生电弧.遘时珲世前端的熔滴强品棱吹散暇此,在理论Ij:,CO焊耀免刍产生飞褪:.减c焊飞撬的方法t1)采用新型弧埠电源年代詹半期发展起来的避蕾式直流瓠烨电源.是强焊电源发展史L的一次零艽突破,随着电子技术的袂速发展强焊电源的电子化程琵提高.控制性能更妁于完善蕊是逆变式直流弧焊电潭的原理疑i赍形茸先,单相或三柏的fOHz聋流电骡经过整流和滤渡后.爱戚较平整酏直巍电.然精通过大功率电子开关元件的作用,篮成l01OHz鲔交流电再经过变压器降压.将电压降至适台于焊接的几十伏电压;最后经夔流,滤波辅出.并

5、借助拄制器将硷i舅j和给定信号比较,艟.以供结逆变器,调节符台焊接需要的动,静态特性稳定电弧,减少飞溅.遗砷电源体积小,重量轻,高效节能,动态响应快.大幅度地提高了电源电气特性.j_j_.一=一一一,一一囝80年代以来,日本,德国等汽车生产厂家在CO2焊机中-采用了控制速度更高的晶体营逆廑器控麟按术,在解决C02焊的溅太和引弧可靠性差等问题上取得了重大进展(2)控制焊接电流的波形最近采用线性控翩电瓠的方法,可以改善对各种焊接要求的适碰性及操作性,弗提高其可靠性.通过短路过渡删的熔滴控制,能菊效地抑翩飞溅的发生.一是短路后不增加电流,并适当减小电流,维持短路状态.这样,16?可防止鲢编滴嚣渡引起

6、的微小短路所产生的一溅曷一?骚持缍一定时间短路后,以较慢的速鹱加大电流.将电弧再生时的电流抑制列最小倩图4为根掘这一原理进行的波形控制实例.一4(3)改善焊丝性能从降低飞溅的要求出发,CO焊接中,推广应用低飞溉的管状焊丝,取得了良好的成效管状焊丝比实苍焊丝的电弧柔软,焊缝外形美观.图5为两种焊丝飞溅量比较.翻5近来,管状焊丝的进给性能与供电性能更为优异.也具有良好的熔滴过渡性能f江苏机械.I追与自动化儿g962期_八一【_=皇矿姗簿一二,MAG焊接的飞溅由于MAG焊采用cO+Ar的混台保护气体.溶滴过渡形态与只以CO为保护气体的情形l不同Ar气冷却敏果不比【:O强.电孤大时.可阻止熔滴过渡,电

7、磁力也分敬,缓和.另外.随着电流增大,也会产生促进熔滴过渡方向上的分力.l_熔滴过渡与保护气体的影响MAG焊由于可进行喷射过渡.在临界电流以下比CO:焊的飞溅少些如果适当选择气体的混台比和焊接电流,熔滴细化.不产生短路而向母材过渡.即实现喷射过渡.便可进一步地减少飞溅量.图6表示保护气体组成与飞溅量的关系.Ar的混台比越高,飞溅量越低当焊接电流为350A,Ar的比为7080时,飞溅量急剧地减少.并产生喷射过渡电流为180A时.飞溅量不是最大蝠度地减少而是逐步减少.为了实现稳定的喷射过渡,Ar的比率需到80以上一一:一;一Iljku!Jii:一一,:二.一l2.MAG焊中飞溅的对策MAG焊中电流

8、尚未接近临界电流时,电弧不稳定.易产生飞溅.另外,由于喷射电弧呈细长形,易产生向下凹陷等问胚.为此,通常选择使电弧缩短的电压,即产生少量短路的电压,也容易引起飞溅由于MAG焊在短路电弧范围内产生飞溅的原因与CO:焊相同,因此应采用电源波形能控制的逆变式电源,或脉冲电源.常用的脉冲电源可以形成两种电流:低强度电流.用江苏机械.I追与自动恍,19962期于熔化焊丝,不产生熔滴过渡高强度电流,用于喷射过渡采用喷射过渡可减少MAG焊的飞溅而获得良好的焊缝.最近日本三菱电机公司开发的脉冲电流压焊装置.可使电流集中在钢板的接台面.形成撅薄的熔核,钢板几乎不受热影响,焊接表面元压痕甩该装置焊接镀镲锌及镀铝等

9、钢板时.也可获得同样的焊接稳定性.并减少飞溅采用逆变器控制方式.可有效地挖制弥冲电流频率.电瓶长度恒定,焊丝与母材间的短路现象稂,很发生飞溅.并能高速地控制输出电流三,脉冲MAG焊的飞溅综上所述,减少CO:焊,MAG焊中飞溅量是有限的,而从根本上减少飞曦发生的措蘸是采用有脉冲电源的MAG焊接法.弥i巾MAG焊采用设定I临界电流以上的弥i巾电流,旨在实现全电流范围内的喷射过渡.该焊接法采用如图7所示的同步弥i巾过渡的最优控制方式,其最大特点是一个电流弥i巾产生一个熔滴地喷射过渡,能使因短路引起的飞溅量最少,可实现在整个电流范围内无飞溅另外.即使同样的喷射电弧,脉i巾MAG焊方法也比MAG焊接法更

10、为优异.且一一门-一I1L;.;l蔓I一厂门I一儿一一;一ilf焊接生的1/5置右.四改进焊丝进始装置及焊炬从弧焊机方面研究减少CO:焊,MAG墀及脉冲MAG焊的飞溅的措施.焊丝的进给椽定性与屏蔽性能板为重要.苜先从前述的飞溅现象分析,通过电弧控制方式以抑制飞溅,要求焊丝进给稳定,电弧周围屏蔽良好1.焊丝进给装置电动机回转稳定.转矩足够,另外,即使进给阻力变动.只要控制转速恒定,效果也较好当进给辊与焊丝之问有滑动时,进给不会稳定.如粜进给辊引起焊丝损伤.进给阻力会增大,电弧也不稳定2.焊枪样枪的基本性能要求有焊丝进给性能良好,喷嘴导电性能可靠,耐久性好及屏蔽性能优异等;此外,要求焊枪轻便,电缆

11、导管柔软而且易弯曲,操作性能好;还要求焊枪对包括飞溅在内的焊接性能的影响要小,喷嘴等不易粘附飞i赡.五,改进焊接工艺l焊枪的移动方法在前进法中.焊枪向焊接进行方向的反向倾斜,易观察电弧的状态,适用于半自动焊接.这种方法的熔融金属由电弧向前方挤压,熔深较浅,焊道呈偏平状但是,易发生大颗粒的飞溅.在后退法中,熔融金属由电弧发生点向后方挤压,电弧力易直接作用在母材上,因此熔深较大,焊道呈凸状,但不易发生飞溅.通过倾斜母材的上坡焊,下坡焊与倾斜焊枪具有同样效果.上坡焊相当于后退法l下坡焊相当于前进法.9O.立向下焊时,焊枪一方面与熔池大致呈垂直状态,一方面进行焊接,输入热过大,熔滴从熔池飞出,发生较多

12、飞溅.这时,如果一面改变焊枪后退角度使熔滴向上挤,一面焊接,可以有效地减少飞溉L苏牝硅.j追与白动化19962期癌9量.2.电弧电压电压升高时.电弧变长,焊丝前端的熔滴颗粒增在,短路时,基本不产生大颗粒的飞溅飞散现象,当电压缓慢降低时,电弧长度会渐渐变短,会产生不规则的短路声音.尤其是降低电压时,短路声音变得规则,次投增加,并成为一种噪声反射信号.这种状态是最稳定的焊接条件,产生的飞溅也最少.这种特性在c焊,MAG焊中+只能在小电流范围内可以见到.另外.太电流条件下如选择埋弧条件进行焊接可较好地抑制飞溅的发生.江苏机械制造与fa动化1199-2期3.焊丝的最佳伸出七乏髭CO焊,MAG焊的焊丝是

13、恒速进蛤的.如果焊丝伸出长度保持一定,则电弧长度也能保持一定.焊丝伸出变长,电流减少.电弧长度稳定性羲,会导致大颗粒飞溅厦之,焊丝伸出太短.电流增大电弧妊度短.焊丝熔八熔池电弧不稳定,也容易发生飞溅暇此,保持适当的焊丝伸出乇是至关重要的通常焊丝伸出长序探持焊丝意径的1O倍为宜当使用的电流较大挣.焊丝沛出确些为佳.4.焊接电蟪通常.在c0t焊,MAG焊接电源中.焊接电缆以投米长为好.电缆长度及直径的变化对电弧的状态及焊接性能具有较大的影响.电缆较长时,在主回路中附加R和I具有相同的效果,因此.尽量不使用长电缆,同时应尽可能使用断面积太的电缆.在大型工厂等现场,由于设备配置的关系.必须加长电缆时,电源厂家应预先根据电缆长度评价短路电流控制常敬及脉冲条件,以求改善综合焊接性能.参考文献略)p(上接第36页)80年代初.国内只生产二相教型交流伺服电动机,用于敬控机床的交流伺服系统和伺服组件尚属空白,此后,一些厂家引进日本,美国,西蓖的交流伺服电动机和驱动系统.因此,从整体上来看,我国交流伺服电动机的生产企业太多投还处于研制开发阶段,品种规格少,不能满足各方面的要求,其电机的综合技术水平与国外相比.尚有一定差距,为此,必须集中一些人力和财力,大力发展交流伺服电动机及其伺服系统并尽快形成生产能力.一.一n=二=m国