亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于熱傳導(dǎo)的熱絲TIG焊接技術(shù)

        2018-07-02 07:45:40曹福俊趙景奇杜成超
        電焊機(jī) 2018年6期
        關(guān)鍵詞:熱絲焊絲加熱器

        曹???,趙景奇,杜成超

        (1.江蘇科技大學(xué)材料學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江212000;2.江蘇寶鋼精密鋼絲有限公司,江蘇南通226000;3.武漢大學(xué)動(dòng)力與機(jī)械學(xué)院,湖北武漢430072)

        0 前言

        熱絲TIG焊是一種焊絲預(yù)先加熱的TIG焊,較普通TIG焊而言,熱絲TIG的焊接效率高[1-2]、焊縫成形好[3-4],因此熱絲TIG焊廣泛應(yīng)用于壓力容器和船舶制造等領(lǐng)域。目前,加熱焊絲的方式有電阻加熱、感應(yīng)加熱、電弧加熱3種[5]。其中電阻加熱是利用焊絲本身的電阻產(chǎn)熱,較其他兩種加熱方式而言,其裝置簡單,易于布置,成本較低。但電阻加熱也有不足之處,例如:磁偏吹、焊絲電弧現(xiàn)象、最優(yōu)熱絲電源參數(shù)調(diào)節(jié)困難等[6-7]。范成磊[8]等人提出的高頻感應(yīng)熱絲設(shè)備復(fù)雜,增加了感應(yīng)頻率和線圈電感等影響因素,導(dǎo)致熱絲TIG工藝參數(shù)調(diào)試?yán)щy。

        本研究以熱絲TIG焊為研究對象,利用熱傳導(dǎo)方式實(shí)現(xiàn)焊絲預(yù)先加熱,避免電阻熱絲產(chǎn)生的一系列問題,構(gòu)建了熱絲溫控?cái)?shù)學(xué)模型,有效控制了焊前焊絲溫度,簡化熱絲TIG焊影響因素。與高頻感應(yīng)熱絲TIG和電弧熱絲TIG相比,裝置簡單易操作,且設(shè)備成本較低,在管道焊接行業(yè)具有一定的適用性。進(jìn)而開展熱絲TIG焊與普通TIG焊的對比試驗(yàn),研究焊接成形以及焊接接頭的顯微組織和力學(xué)性能,在此基礎(chǔ)上確定基于熱傳導(dǎo)的熱絲TIG焊的優(yōu)勢。

        1 試驗(yàn)設(shè)備、材料和方法

        1.1 熱絲TIG裝置

        基于直徑φ1.2 mm焊絲,設(shè)計(jì)中空熱絲裝置,加載于焊槍端部,焊絲穿過其中。焊接過程中,熱絲裝置通電加熱,以熱傳導(dǎo)方式間接加熱焊絲,加熱后的焊絲由送絲機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)送進(jìn)TIG電弧中,在電弧作用下,焊絲熔化進(jìn)入熔池,原理如圖1所示。

        熱絲裝置如圖2所示,加熱器采用熱傳導(dǎo)方式對焊絲進(jìn)行加熱。

        圖1 熱絲TIG裝置原理

        圖2 熱絲TIG焊接設(shè)備

        1.2 熱絲溫控?cái)?shù)學(xué)模型

        本研究中溫度傳感器僅監(jiān)測加熱器的溫度。為準(zhǔn)確控制焊絲溫度,首先研究在特定加熱器溫度下,焊絲溫度與送絲速度的關(guān)系,如圖3所示??梢钥闯?,焊絲溫度隨送絲速度的提高而逐漸下降。

        當(dāng)將焊絲溫度控制在特定值(例如220℃)時(shí),可以得到 Data1、Data2、Data3、Data4,分別對應(yīng)的加熱器溫度為300℃、400℃、500℃、600℃,由Matlab擬合加熱器溫度與送絲速度之間的溫控?cái)?shù)學(xué)模型,如圖4所示。簡化溫控?cái)?shù)學(xué)模型為線性關(guān)系,可得

        式中 v為送絲速度;T為溫控器加熱溫度。

        圖3 焊絲溫度與送絲速度的關(guān)系

        基于上述熱絲溫控?cái)?shù)學(xué)模型,在0~3500mm/min送絲速度區(qū)間內(nèi),焊前輸入送絲速度參數(shù),溫控系統(tǒng)自動(dòng)輸出加熱器溫度值,由溫控器控制加熱功率,將焊絲溫度維持在220℃。實(shí)測結(jié)果表明,在多個(gè)送絲速度下,焊絲的溫度誤差為±5℃,能夠滿足工藝控制需要。

        圖4 加熱器溫度與送絲速度的關(guān)系

        1.3 試驗(yàn)材料和方法

        采用A106鋼光管表面熔敷工藝研究熱絲溫度對熔敷金屬的影響。采用天泰φ1.2 mm焊絲,牌號為TM-56,符合AWS A5.18 ER70S-6標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)氣體選用 99.99%Ar,氣體流量 15~20 L/min,熔敷工藝參數(shù)如表1所示。

        采用焊縫成形可行性的方法研究普通TIG和熱絲TIG焊的工藝范圍,焊接工藝參數(shù)如表2所示。接頭形式如圖5所示。

        表1 熔敷焊接工藝參數(shù)

        表2 打底+填充+蓋面焊接工藝參數(shù)

        圖5 焊接接頭尺寸及焊接示意

        預(yù)磨和拋光接頭截面,利用4%硝酸酒精腐蝕界面,采用金相顯微鏡觀察金相組織,采用顯微硬度機(jī)測定焊接接頭的顯微硬度,載荷200 g,保載時(shí)間5 s,測試位置距管道內(nèi)壁2 mm。利用線切割獲得沿管道長度方向的拉伸試樣,焊縫區(qū)位于拉伸試樣中間,采用電子萬能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行拉伸,拉伸速度0.5 mm/s。

        2 試驗(yàn)結(jié)果及討論

        2.1 焊絲溫度對TIG焊接工藝的影響

        堆焊層的熔寬和余高隨焊絲溫度的變化關(guān)系如圖6所示,當(dāng)焊絲溫度由25℃提高到250℃時(shí),堆焊層的熔寬由12.4 mm提高到13.3 mm,而堆焊層的余高則由2.2 mm下降到1.7 mm。這說明焊絲溫度的提高有利于熔敷金屬在母材表面的鋪展,因此熔覆層的熔寬增加,余高逐漸減小。

        圖6 熔覆層寬度和余高隨焊絲溫度的變化關(guān)系

        當(dāng)焊絲溫度為25℃和220℃時(shí),熔覆層的形貌如圖7所示。可以看出,隨著焊絲溫度的提高,熔覆層表面紋路更加均勻。

        圖7 焊絲溫度為25℃和220℃時(shí)熔覆層表面形貌

        由以上研究可知,熱絲TIG焊中焊絲的溫度越高,焊接優(yōu)勢越明顯。但為了使該熱絲技術(shù)能應(yīng)用于更多的場合,尤其是手工TIG焊接,以下研究將熱絲溫度選為220℃,避免更高的焊絲溫度對操作人員造成傷害。

        為研究熱絲對焊接工藝的影響,采用特定的焊接電流、電壓、氣體流量(見表2),保持送絲速度和焊接速度的比例,施焊后觀察焊縫表面,根據(jù)焊縫表面的成形優(yōu)劣,判定可接受的焊接工藝,得到如圖8a、圖8b所示的焊接工藝窗口??梢钥闯?,在相同的焊接電流、電壓、氣體流量下,220℃熱絲后,打底焊道的焊接速度可提高到160 mm/min,送絲速度可提高到2 000 mm/min。

        焊絲熔化效率與送絲速度成線性關(guān)系

        式中 v為送絲速度(單位:mm/min);A為熔化效率(單位:%)。計(jì)算得出熱絲TIG打底焊接過程,焊絲熔化效率提高約100%;熱絲TIG填充蓋面焊接過程,焊絲熔化效率提高約200%。

        當(dāng)焊接速度160mm/min、送絲速度2000mm/min時(shí),冷絲和熱絲TIG焊縫表面形貌如圖8c所示,熱絲TIG的焊縫表面更為細(xì)膩。

        圖8 可接受的焊接工藝參數(shù)及打底焊層的表面形貌

        對于普通TIG而言,焊絲送入電弧下方時(shí)勢必吸收更多的電弧熱量,因而對電弧有“激冷”作用,增加了電弧的不穩(wěn)定性。對于熱絲TIG而言,焊絲在送入電弧下方前已經(jīng)被加熱,因此從電弧中吸收的能量更少,這有利于維持焊接電弧的穩(wěn)定性,保證較好的焊縫表面成形。因此熱絲TIG能夠適應(yīng)更高的送絲速度和焊接速度。

        2.2 熱絲TIG焊接接頭顯微組織和力學(xué)性能

        采用普通TIG和熱絲TIG焊接技術(shù)(各自焊接參數(shù)的上限),得到的焊接接頭宏觀組織形貌如圖9所示,兩接頭形貌接近。

        3層焊縫的顯微組織如圖10所示,對于第一層和第二層而言,焊縫的顯微組織均為鐵素體+少量珠光體;對于第三層而言,其組織主要為鐵素體柱狀組織+等軸組織。由圖10可知,熱絲TIG焊接接頭的組織更為細(xì)小,細(xì)小的顯微組織意味著更快的冷卻速度以及較低的焊接熱輸入。

        圖9 焊接接頭的宏觀形貌

        焊接接頭底層焊縫的顯微硬度如圖11所示。母材區(qū)的顯微硬度約為145 HV,焊接接頭熱影響區(qū)細(xì)晶區(qū)的最高硬度約為190 HV;而熱絲TIG焊焊縫區(qū)的顯微硬度略高于普通TIG,主要原因是熱絲TIG焊縫區(qū)的晶粒更為細(xì)小,因此具有較明顯的細(xì)晶強(qiáng)化作用,其硬度更高。兩種焊接接頭均在正火區(qū)出現(xiàn)了硬度峰值,約為195 HV,過熱區(qū)硬度略低于焊縫,且高于母材。

        圖10 焊接接頭各層的顯微組織

        以熱絲TIG焊接接頭為例分析接頭熱影響區(qū)的顯微硬度。對A106鋼而言,其供貨態(tài)顯微組織主要由鐵素體+珠光體構(gòu)成,如圖12a所示。在焊接熱循環(huán)作用下,接頭過熱區(qū)經(jīng)過完全奧氏體化后冷卻至室溫,其顯微組織主要由鐵素體構(gòu)成,鐵素體晶粒尺寸小于母材原始組織,因此,過熱區(qū)的硬度高于母材。焊接接頭正火區(qū)和部分相變區(qū)的顯微組織如圖12c所示,正火區(qū)的組織較過熱區(qū)更為細(xì)小,因此在焊接接頭的正火區(qū)出現(xiàn)了硬度峰值。

        圖11 焊接接頭底層的顯微硬度分布

        圖12 母材和熱影響區(qū)的顯微組織

        兩種焊接接頭的拉伸強(qiáng)度約為495~520 MPa,拉伸斷裂接頭的宏觀形貌如圖13所示,其斷裂位置位于母材區(qū)??梢娫摕峤zTIG焊接方式并未對焊接接頭的力學(xué)性能造成不利影響。

        圖13 拉伸試樣的斷裂宏觀形貌

        3 結(jié)論

        (1)提出利用熱傳導(dǎo)方式實(shí)現(xiàn)熱絲TIG焊的新方法,消除了磁偏吹和焊絲電弧等現(xiàn)象,設(shè)備成本低、操作簡單,適用于管道焊接。

        (2)設(shè)計(jì)適用于焊絲加熱的熱傳導(dǎo)加熱裝置和溫度閉環(huán)控制系統(tǒng),搭建了加熱器溫度和送絲速度之間的溫控?cái)?shù)學(xué)模型,設(shè)定送絲速度在0~3 500 mm/min范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出220℃的焊絲溫度,且溫度誤差為±5℃。

        (3)基于熱傳導(dǎo)的熱絲TIG焊能夠改善焊接成形,提高焊接速度。在獲得質(zhì)量接近的焊接成形時(shí),由于熱絲TIG焊的焊絲對電弧的激冷作用較小,因此220℃熱絲TIG的焊接效率較普通TIG焊提高至少100%。

        (4)在獲得質(zhì)量接近的焊接成形時(shí),220℃熱絲TIG的焊縫區(qū)顯微組織較普通TIG焊細(xì)小,焊縫區(qū)硬度略高于普通TIG,焊接接頭力學(xué)性能良好,斷裂位置均位于A106鋼母材。

        [1]萬斌.高效窄間隙熱絲TIG焊[J].金屬加工(熱加工),2013(20):16-17.

        [2]朱旻,羅曉軍,尹燕,等.TP321鋼管的窄間隙熱絲TIG焊[J].焊接學(xué)報(bào),2016,37(9):79-82.

        [3]郭龍龍,鄭華林,符運(yùn)豪,等.熱絲TIG堆焊Inconel625工藝參數(shù)優(yōu)化及組織與性能研究[J].熱加工工藝,2015,44(23):227-230.

        [4]王陸釗.熱絲TIG焊的工藝及性能研究[D].江蘇:江蘇科技大學(xué),2010.

        [5]趙福海,華學(xué)明,葉欣,等.熱絲TIG焊方法最新研究進(jìn)展[J].熱加工工藝,2011,40(3):151-155.

        [6]Hori K,Watanabe H,Myoga T,et al.Development of hot wire TIG welding methods using pulsed current to heat filler wire-research on pulse heated hot wire TIG welding processes[J].Welding International,2004,18(6):456-468.

        [7]趙福海.熱絲TIG焊熱絲溫度分析及溫度場模擬[D].上海:上海交通大學(xué),2012.

        [8]范成磊,梁迎春,楊春利,等.鋁合金高頻感應(yīng)熱絲TIG焊接方法[J].焊接學(xué)報(bào),2006,27(7):49-52.

        猜你喜歡
        熱絲焊絲加熱器
        6號低壓加熱器疏水不暢問題研究
        云南化工(2021年8期)2021-12-21 06:37:46
        華龍一號穩(wěn)壓器電加熱器套管冷裝
        低壓加熱器管板的優(yōu)化設(shè)計(jì)與探討
        立式加熱器清罐機(jī)器人的開發(fā)應(yīng)用
        高含硫酸性油氣田UNS N08825復(fù)合管熱絲TIG全位置自動(dòng)焊接工藝研究
        X70管道內(nèi)壁雙相不銹鋼熱絲TIG堆焊工藝
        焊接(2015年12期)2015-07-18 11:13:01
        立向下自保護(hù)堆焊藥芯焊絲的研制
        焊接(2015年2期)2015-07-18 11:02:38
        150GH與100XT兩種耐磨事焊絲性能分析及應(yīng)用
        焊接(2015年8期)2015-07-18 10:59:13
        車架焊接用氣體保護(hù)焊焊絲的選用
        汽車零部件(2014年5期)2014-11-11 12:24:34
        鋁合金感應(yīng)熱絲系統(tǒng)應(yīng)用及優(yōu)化
        91自国产精品中文字幕| 国产 字幕 制服 中文 在线| 天天干成人网| 2017天天爽夜夜爽精品视频| 精品日韩在线观看视频| 久久久久亚洲精品男人的天堂| 免费在线观看草逼视频| av日韩一区二区三区四区| 乱子伦在线观看| 黄色毛片在线看| 成人午夜视频在线观看高清| 国产av剧情刺激对白| 岳好紧好湿夹太紧了好爽矜持 | 美女扒开内裤让我捅的视频| 国产三级av在线播放| 久久久久久av无码免费看大片| 成人无码区免费AⅤ片WWW| 亚洲一区二区三区精彩视频| 国产成人无码a区在线观看导航| 国产午夜鲁丝片av无码| 欧美黑人性色黄在线视频| 日本在线播放不卡免费一区二区| 二区三区日本高清视频| 特黄做受又粗又长又大又硬| 福利一区在线观看| 91精品国产乱码久久久| 青青手机在线观看视频| 日本少妇被黑人xxxxx| 2021av在线| 亚洲一区二区av天堂| 国产亚洲一区二区在线观看| 国内精品视频一区二区三区| 丰满人妻无奈张开双腿av| 日韩精品熟妇一区二区三区| 久久人人爽人人爽人人av| 韩国日本亚洲精品视频| 东京热加勒比视频一区| 久久婷婷人人澡人人喊人人爽 | 人妻丰满熟妇一二三区| 久久精品国产亚洲av果冻传媒| 免费特级毛片|