鋁合金變極性等離子弧橫向焊接熱源模式與熔池行為研究.pdf

1、在中厚板鋁合金變極性等離子橫向焊接中，焊縫成形的控制和焊接缺陷的消除是難點。為解決以上難題，本文在之前研究的基礎上繼續(xù)優(yōu)化變極性等離子噴嘴形式，通過改變常規(guī)電弧熱力源的分布來提高橫焊穿孔穩(wěn)定性，得到適用于鋁合金變極性等離子橫向焊接的最佳熱源模式。設計六孔噴嘴，進一步優(yōu)化了熱源模式，鋁合金穿孔橫焊熔池穩(wěn)定性逐步提高，更有利于穿孔橫焊成形。
　　針對六孔噴嘴熱源模式在等離子橫焊過程穩(wěn)定成形，研究此變極性等離子電弧特性，并與常規(guī)噴嘴和三

2、孔噴嘴熱源模式相比較。與常規(guī)噴嘴相比，六孔噴嘴電弧挺度減弱，旁孔離子氣對電弧產(chǎn)生壓縮，減少工件表面電弧擴散，能量較集中；六孔噴嘴電弧力進一步降低，徑向壓力分布發(fā)生變化，更有利于金屬穿孔橫焊熔池更加穩(wěn)定流動。電弧能量密度比常規(guī)噴嘴更集中，熔池前側(cè)面積減小，減輕重力對橫焊穩(wěn)定性的影響；且電弧中心的電弧能量密度大于其他兩種噴嘴，滿足高能量、低電弧壓力的穩(wěn)定成形條件。
　　為揭示六孔噴嘴電弧特性對焊縫成形穩(wěn)定性的影響，對其熔池行為研究。從

3、瞬間電弧壓力波形穩(wěn)定性可知此電弧形式在焊接時電弧壓力波動較??；橫焊成形區(qū)間較大，降低了焊接電流，成形穩(wěn)定性更好；背面熔池穿孔形狀對稱，似圓形，且穿孔面積變化甚微，橫焊穿孔穩(wěn)定性更好。對穿孔熔池形貌與力受平衡進行分析，六孔噴嘴電弧熱力源呈葫蘆狀，改變了橫焊成形熔池形貌，減輕了熔池金屬重力對受力平衡的影響；電弧壓力進一步降低，使穿孔橫焊熔池小孔尺寸允許變化的范圍更大；旁空噴出的氣體產(chǎn)生的徑向力使促進橫焊過程中上下側(cè)金屬匯聚與正面填充順利進行