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堆焊與電弧的能量匹配對焊縫成形的影響規律的分析
作者:管理員    發布于:2014-10-10 10:22:40    文字:【】【】【
            根據磨輥堆焊設備等離子體堆焊相互作用原理及控制方程,利用有限元數值模拟方法研究堆焊度分布的影響。以合金為研究對象開展低功率立磨堆焊設備複合熱源焊工藝研究,分析了堆焊與電弧的能量匹配對焊縫成形的影響規律。
   在磨輥堆焊設備的低功率YAG激光-TIG電弧複合熱源焊接過程中,激光能量與電弧能量之間的相互匹配将直接影響焊縫的表面成形,獲得理想焊接接頭的工藝參數區間相對較狹小。為使焊縫成形均勻連續,焊接過程中需要對焊縫背面采用氩氣進行保護,當保護氣體流量為5~10 L/min時獲得了具有最佳性能的焊接接頭,其拉伸載荷達到鎂合金母材的95%以上。根據等離子弧焊接特點,利用雙橢球體熱源模型,對磨煤輥堆焊機溫度場進行分析并建立三維熔池模型。以0Hz時超聲電弧焊接熔池為對象,在最佳空化頻率範圍内,通過模态分析求解一階諧振頻率,并将與之對應的熔池響應情況進行預測。最後,通過分别施加不同大小的超聲電弧頻率,以三組2mm厚MGH956合金闆作為實驗材料進行平闆對接焊試驗。堆焊接頭橫斷面熔合線計算幾何尺寸與尺寸符合良好。在諧振條件下,焊縫區面積增大,組織的細化效果較好,氣孔率低,同時焊縫區軟化現象得到顯著改善。利用計算機模拟的方法基本達到了超聲電弧頻率優化的目的。在電弧穩定狀态下,分别計算了不同焊接電流和激光強度的電弧等離子體溫度分布情況,并由此分析激光對電弧等離子體溫度分布的影響。
   随着磨輥堆焊設備堆焊電流的下降,激光對電弧溫度的影響作用越來越明顯,并且激光光強越大,影響越明顯;決定電弧溫度分布的主要因素也由焊接電流轉變為由激光光強和焊接電流共同作用。本研究為進一步研究堆焊質量奠定理論基礎。
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