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高溶深焊接:解决中厚板材焊接领域的有效焊接

发布日期:19-07-22 21:04 人气:

高效深熔弧焊机的焊接技术是采用一种新型的能实现Keyhole(锁孔或称小孔)焊接的新方法。既具备普通TIG焊美观的盖面效果,又具备等离子焊超强穿透力的特点。 高效深熔弧焊焊接技
高效深熔弧焊机的焊接技术是采用一种新型的能实现"Keyhole"(锁孔或称小孔)焊接的新方法。既具备普通TIG焊美观的盖面效果,又具备等离子焊超强穿透力的特点。
高效深熔弧焊焊接技术是一种自动化的高速的单程全熔透焊缝焊接技术,它不需要焊丝、不需要开坡口,也不需要专业技术操作人员,却能够以比普通钨极氩弧焊技术快10倍的速度对厚度3~16mm(如钛合金)的材料进行完美焊接。(说明:仅需不到传统焊接用量3%的焊接材料用于克服咬边)。其焊缝为100%的母质层,没有多条融合线,完全消除了夹渣、气孔以及常见的焊缝缺陷。高效深熔弧焊的无波纹焊接熔池保证了盖面层与打底层的超高质量,完全不需要背面清根、表面抛光清洗与打磨。
 
高效深熔弧焊机通过“基于锁孔效应TIG深熔焊焊机控制系统”配以专用焊枪,通过计算机系统对焊接物的材料、厚度、工艺参数等进行精密计算,实现焊接过程的精确控制,从而实现焊接作业的自动化,可以通过电脑程序对焊接参数进行动态调整,以确保可重复的超高焊接质量。
 
高效深熔弧焊焊接系统可为多种焊接应用节省大量的人力、材料、能源。非常适合焊接不锈钢、镍基合金、钛合金、锆合金、钴合金、白铜等。这些较贵的金属的加工要求高的焊缝质量和成形,高效深熔弧焊焊接能提供高的焊接质量和效率;同时在普通低碳钢中厚板焊接、厚板深坡口打底工艺上,其质量、效率及成本的优势是目前其它技术无比拟的。因此比传统的埋弧焊、GMAW更具有竞争优势。
 
高溶深焊接工艺是在传统焊接基础上通过大电流(>300A)形成较大的电弧压力与熔池液态金属的表面张力实现相对平衡,形成小孔实现熔深焊接。焊接时,电弧深深的扎到母材中去,将熔融的金属排挤到熔池四周侧壁,形成钥孔。如果电弧压力、小孔侧壁金属蒸发形成的蒸汽反作用力以及液态金属表面张力与液态金属内部压力达到动态平衡,则小孔就会稳定存在。随着电弧前进,熔池金属在电弧后方弥合并冷却凝固成焊缝,整个过程非常类似于等离子(小孔)焊接方法。焊接过程稳定波纹细腻成型美观,焊缝的微观组织和力学性能优于TIG焊。
高溶深焊接质量的影响因素很多,焊接工艺参数,钨极结构,气体保护、外部环境等。1.钨极的几何形状,阴极发射的最大热力值密度与钨极的表面温度和钨极的几何参数有关。钨极发射热离子的面积与焊接电流、钨极尖端角度和钨极直径有关,故sin=Ad/Ac,其中Ad为发射热离子最大直径处的横截面积,Ac为钨极热离子发射的表面积,2为钨极尖端夹角。2.保护气体的种类和气流流量。高溶深焊通常用纯氩气作为保护气体,焊接时气体流量要足够大,以保护气体有足够的挺度,提高其抗干扰能力。但气体流量过大,保护气流的紊流度增大,将外界的空气卷入焊接区,使保护效果变差,使在焊接中焊缝产生气孔,所以,高溶深焊接时保护气流量一般为20ml/min,可达到良好的保护效果。3.高精度的夹具和焊接工艺参数(焊接速度,焊接电流,电弧电压等)的合理配合。焊接操作过程中,应先调节焊接速度,再调节焊接电流,焊接速度与板厚成反比,当电流>250A时,电弧压力是小孔形成和保持稳定的一个关键因素,而高溶深焊接过程中熔池的小孔行为是影响焊缝成型和焊接接头质量的关键因素,要获得高质量的焊接接头,必须研究电弧压力及电弧压力形成的因素。以下这些因素与高溶深焊接电弧压力,(1)焊接电流:焊接电流I是影响电弧压力F的主要因素,(2)钨极尖端角度和钨极的直径,尖端夹角减小或增大钨极直径,电弧压力增大。例如:尖端夹角从90度降到30度,电弧压力会增大12%,钨极直径从2.4MM增加到6MM,将使电弧压力增加大9%。(3).电弧电压:电弧电压增大,电弧的热量增加,电弧压力增大。(4)钨极的凸台半径:减小凸台半径》会降低电弧电压,增大热量的输入。
高溶深焊接电流一般是300A-1000A,主要应用于平焊,其装置系统包括以下几个方面:(1)焊接控制界面。(2)焊接电源:直流输入600-1000A,焊接电流与焊接板厚成正比关系,需热启动装置,提供起弧的聚增电流,既一台650A的逆变器,另外需要一台1000A的整流器提供较大电流,(3)气体控制系统:实现焊接保护、焊后保护(使用托罩)及背面保护。(4).循环冷却系统:由于是大功率焊枪,需要空冷的制冷水箱。(5)送丝系统:由于可能会发生盖面层不是很饱满,可以使用送丝机在盖面。(6)电弧控制系统:电弧是保持焊接焊接稳定的关键因素。
高溶深焊接的关键技术性:大电流焊枪和焊接过程中小孔的保持,大电流的焊枪必须有良好的冷却系统和适量的保护气体以确保电弧的稳定。根据焊接电流确定钨极半径,钨极凸台半径、和钨极尖端夹角,在焊接过程中形成的小孔可提高电弧力和对材料热量的吸收率,这是获得良好焊接质量的前提。高溶深采用大电流,产热较多,板材的受热面积较大,所以专门设计了托罩,托罩固定在焊接的焊枪上面,在托罩中通入氩气,用以保护焊接的焊缝区域,增加氩气对焊缝的保护时间,使熔池冷态状况下再与空气接触,避免了氧化的可能。在焊接过程中,电极始终在焊缝的中心位置,这样更能控制熔池的大小,而且可以使喷嘴,托罩保护气体均匀的保护熔池不会被氧化。焊接结束时,托罩保护不能立即结束,必须等到焊缝温度降到一定温度才能停止送气。

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