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脉冲埋弧焊工艺研究及工程应用

作　者: 郭胜
导　师: 李桓
学　校: 天津大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 脉冲埋弧焊脉宽比频率焊缝成形
分类号: TG445
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 238次
引　用: 7次
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内容摘要

针对普通埋弧焊工艺在焊接厚板时,采用大的热输入量,造成焊接热影响区粗晶区过热,晶粒粗大,提高焊速后成形变差导致咬边等缺点,参考国内外埋弧焊的发展趋势,本文提出了一种新型的采用直流脉冲电流(或电压)的埋弧焊工艺-脉冲埋弧焊。本文简要介绍了以单片机为核心的脉冲控制器的原理,利用正交试验设计法设计并进行了脉冲埋弧焊试验。研究了陡降外特性焊接电源匹配变速送丝机系统脉冲埋弧焊的脉冲参数(基值电流,峰值电流,频率,脉宽比)对焊缝成形的影响。试验结果表明,该脉冲埋弧焊工艺能够通过改变脉冲参数,有效控制焊缝的成形;在同等热输入量条件下,脉冲埋弧焊焊缝及热影响区(HAZ)的晶粒尺寸较小;在合适的频率范围内(对于本焊接系统,该频率为25Hz附近),相对同等有效值的直流埋弧焊接能得到更大的熔深。针对生产中提高焊速中埋弧焊成形变差(主要是咬边)的焊接问题,提出了在生产中采用平特性焊接电源匹配等速送丝系统的脉冲埋弧焊工艺,简要分析了产生咬边的原因,深入阐述了系统输出脉冲电压的焊接条件下,脉冲埋弧焊改善焊缝成形的原理。该工艺在上海锅炉厂有限公司的膜式水冷壁焊接中得到应用,在薄扁钢与钢管的焊接中,在提高焊速20~45%的情况下成功解决了高速埋弧焊焊接的咬边问题;在厚扁钢与钢管的焊接中,在提高焊速20~45%的情况下,省去了开坡口的工序并能够保证良好的焊缝成形。该工艺取得了很大的成功。

全文目录

第一章绪论  7-16
  1.1 埋弧焊工艺的特点  7-10
    1.1.1 埋弧焊工艺原理  7-8
    1.1.2 埋弧焊工艺的优点  8-9
    1.1.3 埋弧焊工艺的缺点  9-10
  1.2 自动埋弧焊的研究动态  10-13
    1.2.1 单面焊双面成形  10
    1.2.2 热丝埋弧焊工艺  10-11
    1.2.3 多丝埋弧焊工艺  11
    1.2.4 窄间隙埋弧焊工艺  11-12
    1.2.5 添加合金粉末埋弧焊工艺  12
    1.2.6 焊缝金属的外加磁场处理  12
    1.2.7 研制新型的焊接材料  12-13
    1.2.8 改善埋弧焊焊接接头组织性能的研究  13
  1.3 脉冲埋弧焊的发展  13-14
  1.4 本课题的研究目的、意义、技术路线及研究内容  14-16
第二章直流电焊机脉冲控制器  16-20
  2.1 控制器原理及功能  16
  2.2 脉冲控制器硬件部分  16-18
  2.3 脉冲控制器软件部分  18
  2.4 对控制器所作改进  18-20
第三章脉冲电流自动埋弧焊试验  20-44
  3.1 直流脉冲自动埋弧焊试验设备及其连接方法  20-23
    3.1.1 试验设备  20-23
    3.1.2 试验设备的连接  23
  3.2 试验条件及数据分析  23-38
    3.2.1 试验条件  23-25
    3.2.2 试验数据及分析  25-38
  3.3 焊接过程分析  38-41
  3.4 金相组织观察及硬度测量  41-44
第四章脉冲电压埋弧焊在膜式水冷壁焊接中的应用  44-59
  4.1 膜式水冷壁的焊接方法  44-46
  4.2 埋弧焊高速焊接的问题和原因  46-48
    4.2.1 提高焊速后埋弧焊的缺陷和问题  46-47
    4.2.2 咬边的成因  47-48
  4.3 脉冲埋弧焊对提高焊速后咬边问题的解决  48-54
  4.4 膜式水冷壁的焊接要求和考核标准  54-56
    4.4.1 膜式水冷壁的焊接要求  54
    4.4.2 膜式水冷壁的考核标准  54-56
  4.5 膜式水冷壁焊接条件  56-57
  4.6 焊缝检验结果  57-59
    4.6.1 焊缝成形及焊件检测  57
    4.6.2 焊缝宏观检测  57-59
第五章结论  59-60
参考文献  60-63
攻读硕士学位期间发表的学术论文  63-64
附录  64-66
致谢  66

脉冲埋弧焊工艺研究及工程应用

内容摘要

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