鋁合金TIG-MIG復(fù)合焊電弧行為及熔滴過渡研究.pdf

1、鎢極氬弧焊（TIG）焊接過程穩(wěn)定但效率較低，熔化極惰性氣體保護(hù)焊（MIG）焊接效率較高，但在鋁合金焊接過程中存在飛濺、焊縫質(zhì)量差以及電弧不穩(wěn)定等問題，為此提出一種鋁合金TIG-MIG復(fù)合焊方法，通過引入TIG電弧來改善MIG焊接過程。本文研究了TIG-MIG復(fù)合焊電弧行為、熔滴過渡以及焊縫成形特點(diǎn)。
　　建立了TIG-MIG復(fù)合電弧焊接實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以三菱FX-3U PLC為核心，由觸摸屏人機(jī)界面提供控制信號。設(shè)計(jì)了電流切換電路

2、，該電路作為開關(guān)來控制兩焊接回路的通斷，還可實(shí)現(xiàn)TIG與MIG交替工作。利用電參數(shù)采集系統(tǒng)記錄復(fù)合電弧U-I數(shù)據(jù)，高速攝像采集系統(tǒng)記錄電弧形態(tài)和熔滴過渡過程。
　　研究了TIG-MIG復(fù)合電弧TIG電流、TIG電壓、MIG電流、MIG電壓等電參數(shù)的變化規(guī)律。比較了各焊接參數(shù)下U-I曲線和U-I分布，結(jié)果表明，在不同熔滴過渡方式下TIG電弧對MIG電參數(shù)穩(wěn)定性影響規(guī)律不同。當(dāng)MIG為短路過渡或滴狀過渡時(shí)，加入TIG電弧能夠顯著降低電

3、參數(shù)波動(dòng)；當(dāng)MIG處于射滴過渡焊接參數(shù)區(qū)間時(shí)，TIG電弧難以促使MIG電弧穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。
　　比較了復(fù)合焊與單MIG焊起弧過程的電參數(shù)和熔滴過渡過程，復(fù)合焊起弧時(shí)無短路發(fā)生因而穩(wěn)定性更好。TIG電弧的引入能夠改變?nèi)鄣芜^渡方式、過渡頻率、熔滴大小以及熔滴運(yùn)動(dòng)方向。TIG電弧可以使短路過渡逐漸向亞射流過渡和滴狀過渡轉(zhuǎn)變。TIG直流反接時(shí)，隨著TIG電流增大，熔滴尺寸增加，過渡頻率降低，熔滴偏向鎢極側(cè)運(yùn)動(dòng)。TIG直流正接時(shí)，隨著TI

4、G電流增大，熔滴尺寸和過渡頻率無明顯變化，熔滴偏離鎢極側(cè)運(yùn)動(dòng)。
　　完成了5A06鋁合金TIG-MIG復(fù)合堆焊實(shí)驗(yàn)，研究了絲極位置關(guān)系、TIG電流、MIG電壓以及極性匹配等因素對焊縫成形的影響。TIG反接時(shí)，在合適的工藝參數(shù)下，TIG-MIG復(fù)合焊焊縫與單MIG相比陰極清理區(qū)域明顯增加，焊縫鋪展性好，表面更加致密光滑，在5-15mm絲極間距下均可獲得較好的焊縫成形，前提是絲極間距需要與保護(hù)氣流量和鎢極高度相匹配。TIG正接時(shí)，焊縫