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高速tig-mig复合焊焊缝驼峰及咬边消除机理

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焊接学报 2014年第8期35卷 87-90,117页

作者：娄小飞陈茂爱武传松叶克力山东大学材料连接技术研究所济南250061 广西机电职业技术学院南宁530007

搭建了tig-mig复合焊试验平台及电参数—高速图像同步采集系统,进行了一系列低碳钢高速tig-mig复合焊工艺试验,研究了高速tig-mig复合焊的电弧形态、熔滴过渡及熔池行为对焊缝成形的影响,并确定了合适的匹配参数.结果表明,mig焊电流在24... 详细信息

搭建了tig-mig复合焊试验平台及电参数—高速图像同步采集系统,进行了一系列低碳钢高速tig-mig复合焊工艺试验,研究了高速tig-mig复合焊的电弧形态、熔滴过渡及熔池行为对焊缝成形的影响,并确定了合适的匹配参数.结果表明,mig焊电流在240~300 A,且tig焊电流与mig焊电流相当时,tig-mig复合焊焊接过程稳定,即使在焊接速度高达2.5 m/min时,焊缝仍无驼峰、咬边等缺陷,与传统mig焊相比,熔深增加,熔宽减小.tig-mig复合焊由于电弧间的相互作用,两电弧指向发生偏转,电弧压力减小,焊接过程不产生弧坑,且熔宽变窄,这是避免驼峰和咬边缺陷的主要原因.

关键词： tig-mig复合焊高速焊驼峰咬边

极性比对高速方波交流tig-mig复合焊电弧稳定性及焊缝成形的影响

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电焊机 2022年第7期52卷 39-44页

作者：陈东升王恒陈茂爱王爱国中国船舶科学研究中心江苏无锡214082 山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室山东济南250061 河北岳泓智机科技开发有限公司河北衡水053100

通过板上堆焊研究了极性比对高速方波交流tig-mig复合焊焊接过程稳定性和焊缝成形的影响。结果表明,tig电弧极性比为0(直流tig)时,由于tig和mig两个电弧之间相互排斥作用时间长,小电流(不高于50 A)tig电弧电流易因过度拉长而熄灭,tig-MI... 详细信息

通过板上堆焊研究了极性比对高速方波交流tig-mig复合焊焊接过程稳定性和焊缝成形的影响。结果表明,tig电弧极性比为0(直流tig)时,由于tig和mig两个电弧之间相互排斥作用时间长,小电流(不高于50 A)tig电弧电流易因过度拉长而熄灭,tig-mig复合焊接过程稳定性差,焊缝成形不良。tig电弧极性比控制在10~40时,两个电弧之间周期性地排斥和吸引,小电流tig电弧不会过度拉长,可在50 A的tig电弧电流下获得稳定的tig-mig复合焊过程,可抑制直流tig-mig复合焊易于产生的驼峰缺陷,极性比为10时焊缝成形最佳。极性比过大时,焊缝表面光滑程度有所下降,焊趾部位呈现明显的波动,且存在较多的大颗粒飞溅。

关键词：飞溅极性比焊缝成形 tig-mig复合焊驼峰缺陷

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tig-mig复合焊研究现状与展望

焊接 2016年第12期 33-36页

作者：孙茂龄宋昌洪吉荣亮张静吉林化工学院 132000 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所 150028

tig-mig复合焊综合了纯氩气保护气氛下熔化极惰性气体焊的高效特性以及钨极氩弧焊的高质量特性的一种焊接方法。详细介绍了前导电弧、tig-mig平衡电流、tig-mig电极之间距离以及tig-mig焊枪之间角度对tig-mig焊接性能的影响以及在tig-MI... 详细信息

tig-mig复合焊综合了纯氩气保护气氛下熔化极惰性气体焊的高效特性以及钨极氩弧焊的高质量特性的一种焊接方法。详细介绍了前导电弧、tig-mig平衡电流、tig-mig电极之间距离以及tig-mig焊枪之间角度对tig-mig焊接性能的影响以及在tig-mig焊接实例研究中取得的阶段性成果,并探讨了目前tig-mig复合焊研究存在的问题以及未来可行的研究方向。

关键词： tig-mig复合焊前导电弧 tig-mig电流平衡 tig-mig焊枪角度

缆式焊丝tig-mig复合焊电弧行为及熔滴过渡研究

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缆式焊丝TIG-MIG复合焊电弧行为及熔滴过渡研究

作者：冬壮江苏科技大学

学位级别：硕士

在传统的tig-mig复合焊焊接生产制造过程中,大多数复合焊都是使用单丝进行焊接,tig-mig复合热源的能量不能得到充分利用,焊缝熔敷率较小,因而生产效率较低。基于tig-mig复合焊的特点,本文提出了缆式焊丝tig-mig复合焊焊接方法,通过引进... 详细信息

在传统的tig-mig复合焊焊接生产制造过程中,大多数复合焊都是使用单丝进行焊接,tig-mig复合热源的能量不能得到充分利用,焊缝熔敷率较小,因而生产效率较低。基于tig-mig复合焊的特点,本文提出了缆式焊丝tig-mig复合焊焊接方法,通过引进缆式焊丝使得复合焊热源得到有效利用,进而提高焊接生产效率。首先建立缆式焊丝复合焊焊接平台,搭建复合焊焊接参数采集系统,通过高速摄像对焊接过程中的电弧形态和熔滴过渡方式进行记录,并且对焊接参数进行同步采集。使用上述方法对单丝tig-mig复合焊、缆式焊丝tig-mig复合焊以及缆式焊丝mig焊焊接过程进行分析,同时对三者的焊缝成形进行对比,研究不同因素对于缆式焊丝tig-mig复合焊电弧形态、熔滴过渡以及焊缝成形的影响。研究了tig-mig复合焊中丝极间距、mig电压、tig电流、mig极性、焊枪夹角等参数对于复合电弧形态的影响。丝极间距为18mm是两弧实现耦合的最佳间距,tig电流在130A-150A区间时,两弧之间的作用力大小可以使两弧实现良好耦合。两弧极性相同时两弧相互吸引,相反时两弧相互排斥,两弧相互吸引时焊接成形较好。比较了不同tig电流下的mig的U-I波形曲线和U-I分布,发现tig电流对于不同熔滴过渡方式下的mig电流电压影响不同。结果表明,当熔滴过渡方式为短路过渡和滴状过渡时,tig电弧的存在可以有效降低mig电参数的波动,tig电流最佳区间为130A-150A时mig电参数波动最小,当熔滴为射滴过渡时tig电弧对mig电弧稳定帮助较小。对不同条件下的缆式焊丝tig-mig复合焊、单丝tig-mig复合焊以及缆式焊丝mig焊的熔滴过渡形态、熔滴直径和熔滴过渡频率进行分析。tig电弧的存在可以改变mig焊熔滴过渡方式和熔滴下落路径,同时也改变了熔滴的直径和过渡频率。当tig电流处于100A-160A区间时,熔滴由同等条件下的短路过渡和滴状过渡分别向滴状过渡和射滴过渡转变,熔滴直径逐渐变小,熔滴过渡频率增加。与单丝tig-mig复合焊相比,缆式焊丝tig-mig复合焊熔滴过渡中加入了机械旋转力,可以加速熔滴颈缩促使熔滴过渡,减少焊接过程中的飞溅。当两弧极性相反时熔滴下落路径偏转,熔滴形态变化较大,过渡效果较差。对不同过渡方式下的缆式焊丝tig-mig复合焊和缆式焊丝mig焊焊缝成形进行对比分析,发现tig弧的引入可以改善焊缝成形,特别是当熔滴处于短路过渡与滴状过渡时,对其焊缝改善最为明显。当tig电流为130A-150A时焊接缺陷最少且焊缝成形美观。丝极间距过小时tig和mig两弧保护气容易形成气流对冲形成紊流,造成耦合电弧不稳定,对于熔池的保护效果也变差。tig保护气气体流速主要影响tig电弧挺度,其流速过大时tig电弧挺度较大,焊缝成形质量较差,流速过小时电弧挺度较弱,易造成焊缝夹钨缺陷。

关键词： tig-mig复合焊缆式焊丝熔滴过渡电弧形态焊缝成形

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镁合金tig-mig复合焊研究

镁合金TIG-MIG复合焊研究

作者：李龙西南交通大学

学位级别：硕士

本文采用tig-mig复合焊对AZ31镁合金型材进行了焊接研究,主要研究了焊缝成形、微观组织、力学性能。首先,进行了 tig-mig复合焊系统搭建,主要包括两个部分:两焊枪的夹持装置设计和控制系统设计。其次是两焊枪的相对位置关系的确定。适... 详细信息

本文采用tig-mig复合焊对AZ31镁合金型材进行了焊接研究,主要研究了焊缝成形、微观组织、力学性能。首先,进行了 tig-mig复合焊系统搭建,主要包括两个部分:两焊枪的夹持装置设计和控制系统设计。其次是两焊枪的相对位置关系的确定。适合本次试验的两焊枪的位置关系是:两焊枪在同一直线上,tig焊枪在前,mig焊枪在后,tig焊枪垂直与工件,mig焊枪与tig焊枪成45°夹角。然后研究了工艺参数(tig焊电流、mig焊电流、mig焊电压、焊接速度、tig焊电弧与mig焊电弧的中心距离)对焊缝成形的影响规律,最终获得成形良好的接头。对成形良好的焊接接头进行了拉伸试验,得出抗拉强度达到215MPa,约为母材的79.63%,接头的断裂形貌主要呈现为韧窝断裂与解理断裂的混合型断裂。对焊接接头进行了硬度试验,得出焊缝硬度的平均值为57.78HV、热影响区硬度的平均值为52.81HV、母材硬度的平均值为56.14HV。对焊接接头进行了微观组织研究,研究结果表明焊接接头由母材区、热影响区、焊缝区组成。母材的微观组织为较均匀,晶粒细小,主要由α-Mg相组成。热影响区的微观组织呈现晶粒粗大而又不规则,有少量的β-Mg17Al12金属间化合物。焊缝为细小均匀的等轴晶,主要由α-Mg相和β-Mg17Al12金属间化合物两个部分组成。β-Mg17Al12金属间化合物主要分布在晶粒和晶界上,呈现条状和粒状。最后对比分析了 tig-mig复合焊高速焊与低速焊的接头宏观、微观、硬度。从宏观上比较,高速焊接的焊缝表面鱼鳞纹更细和熔宽更宽。从微观上比较,高速焊接的热影响区与焊缝晶粒比低速焊接的相应区域更细小。从接头硬度比较,高速焊接的热影响区硬度和焊缝硬度比低速焊接的相应区域大。

关键词：镁合金型材 tig-mig复合焊系统搭建工艺参数接头组织力学性能高速焊

铝合金tig-mig复合焊电弧行为及熔滴过渡研究

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铝合金TIG-MIG复合焊电弧行为及熔滴过渡研究

作者：王世博哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

钨极氩弧焊(tig)焊接过程稳定但效率较低,熔化极惰性气体保护焊(mig)焊接效率较高,但在铝合金焊接过程中存在飞溅、焊缝质量差以及电弧不稳定等问题,为此提出一种铝合金tig-mig复合焊方法,通过引入tig电弧来改善mig焊接过程。本文研究了... 详细信息

钨极氩弧焊(tig)焊接过程稳定但效率较低,熔化极惰性气体保护焊(mig)焊接效率较高,但在铝合金焊接过程中存在飞溅、焊缝质量差以及电弧不稳定等问题,为此提出一种铝合金tig-mig复合焊方法,通过引入tig电弧来改善mig焊接过程。本文研究了tig-mig复合焊电弧行为、熔滴过渡以及焊缝成形特点。建立了tig-mig复合电弧焊接实验系统,该系统以三菱FX-3U PLC为核心,由触摸屏人机界面提供控制信号。设计了电流切换电路,该电路作为开关来控制两焊接回路的通断,还可实现tig与mig交替工作。利用电参数采集系统记录复合电弧U-I数据,高速摄像采集系统记录电弧形态和熔滴过渡过程。研究了tig-mig复合电弧tig电流、tig电压、mig电流、mig电压等电参数的变化规律。比较了各焊接参数下U-I曲线和U-I分布,结果表明,在不同熔滴过渡方式下tig电弧对mig电参数稳定性影响规律不同。当mig为短路过渡或滴状过渡时,加入tig电弧能够显著降低电参数波动;当mig处于射滴过渡焊接参数区间时,tig电弧难以促使mig电弧稳定性进一步提高。比较了复合焊与单mig焊起弧过程的电参数和熔滴过渡过程,复合焊起弧时无短路发生因而稳定性更好。tig电弧的引入能够改变熔滴过渡方式、过渡频率、熔滴大小以及熔滴运动方向。tig电弧可以使短路过渡逐渐向亚射流过渡和滴状过渡转变。tig直流反接时,随着tig电流增大,熔滴尺寸增加,过渡频率降低,熔滴偏向钨极侧运动。tig直流正接时,随着tig电流增大,熔滴尺寸和过渡频率无明显变化,熔滴偏离钨极侧运动。完成了5A06铝合金tig-mig复合堆焊实验,研究了丝极位置关系、tig电流、mig电压以及极性匹配等因素对焊缝成形的影响。tig反接时,在合适的工艺参数下,tig-mig复合焊焊缝与单mig相比阴极清理区域明显增加,焊缝铺展性好,表面更加致密光滑,在5-15mm丝极间距下均可获得较好的焊缝成形,前提是丝极间距需要与保护气流量和钨极高度相匹配。tig正接时,焊缝成形差,表面氧化严重,由于tig分流作用,焊缝余高大,宽度较小。

关键词：铝合金 tig-mig复合焊电弧行为熔滴过渡焊缝成形

tig-mig复合焊引弧过程分析与机理探讨

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TIG-MIG复合焊引弧过程分析与机理探讨

异种钢tig-mig复合窄间隙双层气体保护焊行为研究

2016年全国计算机辅助焊接工程学术研讨会

作者：汤莹莹朱志明杨中宇符平坡清华大学机械工程系清华大学先进成形制造教育部重点实验室

为了研究tig电弧辅助mig焊实现非接触引弧的作用机理,本文通过自行设计的电信号-高速摄像同步采集系统获取tig-mig复合焊引弧过程中的焊接电压-电流信号和电弧形态的变化情况,详细研究了先引燃的tig电弧对mig焊引弧过程的影响以及tig焊... 详细信息

为了研究tig电弧辅助mig焊实现非接触引弧的作用机理,本文通过自行设计的电信号-高速摄像同步采集系统获取tig-mig复合焊引弧过程中的焊接电压-电流信号和电弧形态的变化情况,详细研究了先引燃的tig电弧对mig焊引弧过程的影响以及tig焊接参数的变化对mig焊引弧方式的影响。结果发现,在较大的tig焊接参数变化范围内,tig电弧均能辅助mig焊实现非接触引弧,且在整个非接触引弧过程中几乎不存在焊接飞溅。这有效地改善了常规mig焊的引弧性能,也为开发熔化极电弧焊的引弧方式提供一种新思路。最后,结合气体放电的流注理论解释了焊丝与tig弧柱区之间间隙的击穿过程,从而揭示了tig电弧辅助mig焊实现非接触引弧的作用机理。

关键词： tig-mig复合焊引弧方式电磁力 tig焊接参数流注理论

来源： cnki会议评论

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异种钢TIG-MIG复合窄间隙双层气体保护焊行为研究

作者：李恒太原理工大学

学位级别：硕士

304奥氏体不锈钢以其良好的使用性能被广泛应用于生产和生活中,全球镍资源的紧张使其在使用上受到限制。443铁素体不锈钢含有极少量镍,被认为是奥氏体不锈钢的良好替代品。铁素体奥氏体异种不锈钢金属的连接将发挥两种不锈钢金属的各自... 详细信息

304奥氏体不锈钢以其良好的使用性能被广泛应用于生产和生活中,全球镍资源的紧张使其在使用上受到限制。443铁素体不锈钢含有极少量镍,被认为是奥氏体不锈钢的良好替代品。铁素体奥氏体异种不锈钢金属的连接将发挥两种不锈钢金属的各自优势,实现资源的充分利用。tig-mig复合焊是一种高效低热输入的新型焊接方法,且焊接成本低,不同于传统电弧焊,tig-mig复合焊的电弧形态与熔滴过渡方式及其产生机制尚不明确。根据相关研究,在焊接过程中,双层保护气氛对于电弧稳定性、熔滴过渡以及焊接质量等具有促进作用。氮是一种强奥氏体化形成元素,因此在奥氏体或者双相钢焊接中在保护气中添加一定量的N2可以实现氮向被焊金属的过渡,不仅可以提高焊缝奥氏体相含量,同时对铁素体热影响区的冲击韧性的提高具有促进作用。本文首先借助高速摄像系统和电信号采集系统对焊接电流、电压、钨极-试板高度、钨极-焊丝距离和保护气氛等不同焊接参数下的tig-mig复合焊的电弧形态与熔滴过渡方式进行捕捉,并对其导电通道以及熔滴受力进行分析。然后根据焊接稳定性的对比分析,实施不同保护气氛和焊接速度下的异种钢不开坡口对接实验,对其接头形貌、显微组织和力学性能进行分析。研究结果表明,随着焊接电流增大,熔滴过渡周期和尺寸减小,260A电流时出现“流水状”喷涌过渡;电压增大,电弧体积和亮度增加;钨极-试板高度降低,熔滴过渡稳定性差,双电弧耦合性降低,钨极-试板高度增加后熔滴过渡模式表现为混合过渡,熔滴指向性差,钨极-焊丝距离增大后,焊接电弧为单电弧,熔滴过渡频率缓慢;Ar+N2双层保护气氛下,电弧收缩明显。双电弧状态下,焊接电流经过焊丝端一分为二流回焊接电源负极;单电弧时,电流流经熔融焊丝端与母材接触位置后穿过GTA流向钨极,返回焊接电源负极。与传统电弧焊相比,弧根作用在熔滴上的面积增加,并增强其电磁收缩力;双层保护气氛提高等离子流力推动熔化的金属向焊接熔池过渡。滴状细颗粒过渡更有利于促进tig-mig复合窄间隙焊异种钢焊接获得良好的焊接接头形貌。接头形貌表明,当试板间隙为1.2mm时,正面与背面焊缝成型差。继续增大试板间隙发现,若试板为1.5mm和1.8mm,焊缝接头形貌均良好。双层保护气氛促进焊接过程中熔池向试板间隙下方流动,促进焊缝成型。双层保护气氛下焊接接头获得更小的焊缝熔宽、余高和更宽的焊缝中部宽度。接头显微组织表明,304热影响区组织未发生明显长大,443热影响区组织晶粒尺寸粗化严重;纯氩气保护气氛下,焊缝组织为奥氏体+骨骼状δ铁素体构成的的双相组织,双层保护气氛下,焊缝组织为奥氏体+蠕虫状δ铁素体双相组织,且奥氏体相比例增加,443热影响区组织晶粒尺寸有一定降低。硬度测试表明,与母材硬度相比,443热影响区显微硬度下降,304一侧变化不大;双层保护气氛下焊缝区硬度下降,443热影响区显微硬度较纯氩单层气氛下略有提高。焊接接头的拉伸试样断裂位置基本位于443铁素体不锈钢母材上。双层保护气氛下所获得的焊接接头焊缝区和443热影响区具有更高的冲击吸收功,304一侧热影响区变化不大。

关键词：异种钢焊接 tig-mig复合焊双层保护气电弧与熔滴组织与性能

tig焊电弧辅助mig焊引弧过程分析与机理探讨

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焊接学报 2018年第3期39卷 21-25页

作者：汤莹莹朱志明杨中宇符平坡清华大学机械工程系北京100084 清华大学先进成形制造教育部重点实验室北京100084

在tig-mig复合焊中,先引燃的tig焊电弧能够辅助mig焊实现非接触引弧,且在整个非接触引弧过程中不产生焊接飞溅.利用电信号与高速摄像同步采集系统获取mig焊引弧过程的电弧电压、焊接电流和电弧图像,研究了先引燃的tig焊电弧及其参数变化... 详细信息

在tig-mig复合焊中,先引燃的tig焊电弧能够辅助mig焊实现非接触引弧,且在整个非接触引弧过程中不产生焊接飞溅.利用电信号与高速摄像同步采集系统获取mig焊引弧过程的电弧电压、焊接电流和电弧图像,研究了先引燃的tig焊电弧及其参数变化对mig焊引弧过程及引弧方式的影响.结果表明,细长放电通道形成于mig焊丝末端与tig焊电弧之间是tig焊电弧辅助mig焊实现非接触引弧的关键;tig焊电弧辅助mig焊实现非接触引弧对tig焊接参数的变化具有良好的适应性.此外,基于气体间隙击穿的流注理论,探讨了细长放电通道的形成过程,揭示了tig焊电弧辅助mig焊实现非接触引弧的机理.

关键词： tig-mig复合焊非接触引弧 mig焊引弧方式 tig焊焊接工艺参数流注理论