旁路耦合電弧GMAW工藝及機(jī)理研究

旁路耦合電弧GMAW工藝及機(jī)理研究

引言

旁路耦合電弧氣體金屬電弧焊（GMAW）是一種常用的焊接方法，它具有高效率、高質(zhì)量、易自動化等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、船舶、航空等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。在GMAW焊接過程中，焊絲在電弧激勵下熔化，并與工件表面熔融金屬相接合形成焊縫。然而，傳統(tǒng)GMAW焊接過程中存在電弧不穩(wěn)定、飛濺產(chǎn)生較多以及焊接質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。為解決這些問題，研究人員提出了旁路耦合電弧GMAW工藝，并通過機(jī)理研究探索其特點(diǎn)與優(yōu)勢。

旁路耦合電弧GMAW工藝簡介

旁路耦合電弧GMAW工藝是在傳統(tǒng)GMAW焊接過程中引入旁路電弧，即在焊接過程中引入一個額外的弧電流，與主電弧同時存在于相同的電焊池中。通常情況下，旁路電弧的電流較小，一般為主電弧電流的10-20%。但是，旁路電弧在焊接過程中也有較大的能量輸入，具有提高焊接效率和焊接質(zhì)量的潛力。

旁路耦合電弧GMAW工藝特點(diǎn)

1.優(yōu)化焊接熔深和焊縫形狀：旁路電弧的存在可以改善焊接熔深和焊縫形狀，提高焊接質(zhì)量。通過調(diào)整旁路電流和主電弧電流之間的比例，可以控制熔融金屬的輸送速度，從而得到理想的焊接結(jié)果。

2.提高焊接熱輸入：由于旁路電弧的加熱作用，焊接熱輸入增加，有助于提高焊接效率和焊縫質(zhì)量。旁路電弧提供的額外能量可以在焊絲熔化過程中加速金屬傳輸，減小飛濺產(chǎn)生。

3.防止氣孔生成：旁路耦合電弧GMAW工藝能夠提供額外的熱量，有益地促進(jìn)焊接金屬和熔渣的混合，在GMAW焊接過程中防止氣孔生成。

4.抑制焊接變形：旁路耦合電弧GMAW工藝通過增加總焊接電流，可以提供足夠熱量迅速熔化和冷卻熔融金屬，減小焊接變形。

旁路耦合電弧GMAW工藝機(jī)理

旁路耦合電弧GMAW工藝機(jī)理尚需進(jìn)一步研究，以下是目前已有研究文獻(xiàn)中的一些認(rèn)識：

1.熔滴傳輸行為

旁路電弧可以改變?nèi)鄣蔚膫鬏斝袨椋瑴p小熔滴尺寸和噴濺量。由于旁路電弧的存在，焊絲熔滴的飛行速度降低，金屬傳輸更加平穩(wěn)，有利于熔滴與工件表面的接觸，減少飛濺的發(fā)生。

2.電弧穩(wěn)定性

旁路電弧的引入影響主電弧的電位分布和熱力學(xué)特性，從而對電弧穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。一些研究表明，適當(dāng)?shù)呐月冯娏髂軌蛟黾与娀〉姆€(wěn)定性和控制性。

3.熱效應(yīng)

旁路電弧通過增加總電流提供了額外的熱量輸入，改變了焊接熔池的形成和傳輸行為。已有研究表明，旁路電流的增加可以提高焊接傳熱效率，加速金屬熔化和液態(tài)金屬傳輸速度。

結(jié)論

旁路耦合電弧GMAW工藝作為一種新型焊接工藝，具有優(yōu)化焊接熔深和焊縫形狀、提高焊接熱輸入、防止氣孔生成以及抑制焊接變形等優(yōu)勢。旁路耦合電弧的引入對于優(yōu)化電弧穩(wěn)定性和控制焊接參數(shù)具有重要意義。然而，旁路耦合電弧GMAW工藝的詳細(xì)機(jī)理還需要進(jìn)一步深入研究，以更好地發(fā)揮其優(yōu)勢和應(yīng)用于工程實(shí)踐中綜上所述，旁路耦合電弧GMAW工藝通過調(diào)節(jié)熔滴傳輸行為、改善電弧穩(wěn)定性和提供額外