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拉弧螺柱焊的电弧

2017-12-28

1. 引弧

引弧是螺柱与工件接触时产生。焊接电源在储备电压足够情况下,接通微小电流(10-30 A)。作为引燃附加物,在螺柱尖端有附加铝的结块球状物或在螺柱前端平面有铝引燃层。因为铝比钢有较小的逸出功(Al:3.95 eV;Al2O3:3.17 eV;Fe:4.79 eV)。这样电弧引燃较容易,同时用作熔池脱氧。

对于短周期拉弧螺柱焊 ,螺柱向下运动的时候接通主电弧是必要的。一般的情况下,先导电弧没有焊接过程。在特殊情况时,点爆能对工件表面层造成适当干扰。而先导电弧具有较高电流时可能影响工件表面。对于自动送料焊接小直径螺柱时,先导电弧有一个电压差调整过程。例如为了匹配主电弧使用的电流强度或焊接时间以及送料时间等进行协调,根据所焊接的螺柱直径有所不同。

2. 焊接电弧

拉弧螺柱焊时常用陶瓷环屏蔽。因此,不能观察到焊接电弧。有人将陶瓷环打开90°用6000 幅/s高速摄影机跟踪观察焊接过程。直径22 mm平坦螺柱尖端显示起弧在螺柱中部,并且迅速向边缘运动和在该处熔化。螺柱和母材迅速铺开的熔池,呈现强烈的带有噪声沸腾的金属蒸气。在熄弧时人们观察到基于螺柱和工件位置的熔池扩大及小的熔珠滴落溶解在熔池。这种噪声和沸腾改变了电弧螺柱焊 的操作过程是没有对比工艺的。形成的焊缝带有舒展的表面张力和镇静的熔池。

当选择焊接参数不当时(例如微小的提升高度、较长的焊接时间)能形成短路熔滴冲击过渡。对于标准焊接电源约等于提供1.5倍焊接电流值,而且爆炸性的短路过程会熔断。结果是形成强烈的飞溅和不良的焊接。

利用电压示波波形图观察往上、往下电弧电压的时候,螺柱焊焊接操作按标准提升高度值时,电弧电压接近保持恒定值,大约30 V

对于螺柱焊时用富氩混合气时,大约保持在27V。使用附加保护气体是用于焊接较大直径的螺柱(19-20 mm),使用的电流比推荐的标准电流值约大3%焊接没有增强气孔生成。

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