熔化极气体保护焊的高效化研究 姚晨

发表时间:2019/4/28   来源:《基层建设》2019年第4期   作者:姚晨 兰天宇 王天明
[导读] 摘要:本文主要对适用于焊接薄板且焊接效率较高的高速焊以及高熔敷率焊这两类焊接方法进行介绍。
        大庆油田工程建设公司安装公司  黑龙江大庆市  163000
        摘要:本文主要对适用于焊接薄板且焊接效率较高的高速焊以及高熔敷率焊这两类焊接方法进行介绍。主要内容涵盖了二者的应用原理、适用特点、使用情况和发展前景等几个方面。目前,对提高焊接生产率的研究有了相当大的进展,随着机械专业和自动化理论等有关专业研究的不断深入,为提高焊接生产率提供了良好的前提,与此同时,一些新兴的焊接方法也是焊接生产率提高的主要原因之一。由此看来,焊接方法的研究和探索,必将成为今后焊接技术的研究热门。
        关键词:焊接效率;高熔敷率焊;高速焊;应用
        熔化极气体保护焊具有诸多优点,如节约能源,提高了使用效率以及提高焊接质量等,在当今诸多焊接方法中脱颖而出,并在各领域的应用当中都显示出了很大的优势。目前熔化极气体保护焊已经被列入到“八五”和“九五”的规划当中[1]。
        从1990年开始,我国经济市场竞争变得越来越激烈,因此提高生产效率已经成为了各大市场和工业领域的重要任务。提高焊接方法的工作效率主要包括两种焊接方法:高熔敷率焊和高速焊。
        一、高熔敷率焊
        高熔敷率焊主要适用于厚板的焊接,使焊接厚板层数的减少是这种焊接方法的主要优点。其中T.I.M.E.焊工艺是这类焊接方法的主要代表。
        1、T.I.M.E.焊工艺
        T.I.M.E.焊工艺是一种性能较高的焊接方法。它的原理是使用T.I.M.E.气体和大干伸长来提高送丝的速度,以此来提高焊丝的熔敷率[2]。
        2、T.I.M.E.焊工艺的使用特点和主要应用
        工业市场的积累竞争,成为了T.I.M.E.焊工艺产生和发展的催化剂。各大焊接制品的制造商想要在市场中获取最大利润,就必须要考虑如何提高焊接生产率的问题,由此T.I.M.E.焊工艺便应运而生。
        T.I.M.E.焊工艺是由传统的MAG焊接工艺发展而来,二者却又有很大的不同之处(表1)T.I.M.E.焊工艺由强大的送丝系统、新型的电源技术、设计合理的焊接仪器以及庞大的实验参数等多方面的结合而产生的新型工艺。这种焊接工艺具有较高的使用要求,通常,通过送丝速度这一参数来表明这一焊接工艺的特点。
        表1  T.I.M.E.焊与传统的MAG焊的区别
 
        3、T.I.M.E.焊工艺的工作机理
        采用了大干伸长与四元保护气体是T.I.M.E.焊工艺最大特点。如果MAG焊接工艺的焊接参数和T.I.M.E.焊工艺的焊接参数相同,那么二者的送丝速度将是一样的。二者的区别是在MAG焊接工艺中,在焊接电流大于要求的临界电流值时,熔滴的稳定将会被破坏,被大量甩出,产生大量的飞溅,从而使焊缝的形态不满足要求,不能应用与生产当中。但是,当有T.I.M.E.气体进行保护的情况下,熔滴将会呈现出稳定的状态,是整个过程安全稳定,飞溅较小,有利于焊缝的成型[3]。因此在有T.I.M.E.气体的保护下,可以适当的使用高于临界电流值的电流进行工作。
        4、T.I.M.E.焊工艺的研究现状
        在我国,T.I.M.E.焊工艺得推广进行的并不顺利,这主要是由于我国的天然He资源极其匮乏而通过人工合成He气体又会造成成本过高,间接导致T.I.M.E.焊工艺的成本大幅增加,因此我国并没有对这类焊接工艺进行推广。在这种情况下,我国科学家致力于研究新型的高熔敷率的焊接工艺,这样具有自主知识产权的焊接方法更具有研究价值。在我国的焊接工艺研究中,科研工作者主要致力于研究无He 保护气体的高熔敷率焊接工艺,以此来降低成本。研究表明,使用磁场可以在焊接时对电弧形态进行有效的控制。利用磁场,可以提高旋转的射流形式的稳定性同时将其使用的范围进行扩大,并提高送丝速度。这样,不但保证了整个工作过程安全稳定,还可以减少飞溅,对成品的形态也有一定的保障。目前,我国对高熔敷率焊接技术的研究还在不断的发展,相信在接下来的研究中,可以进一步提高送丝速度,降低工艺成本。
        二、高速焊
        1、高速焊的主要特点及应用
        与以往的GMAW焊接技术相比,高速焊具有较高的焊接速度。目前,大多高速焊都使用二氧化碳为保护气体并且采用的焊丝都是实心的,这种工艺可以提高焊接速度,是常规二氧化碳焊的焊接速度的三至八倍。高速焊主要应用于薄板焊接,在我国的焊接工作中占有很大比重,约为16%左右。可见,高速二氧化碳焊具有较为广阔的研究前景,对我国的经济工业发展有着重要意义。
        2、高速焊的研究现状
        高速焊主要用于薄板焊接,而不适用于多层焊接。提高高速焊的焊接效率主要是通过提高单道焊接速度,同时保证焊接质量满足要求。
        焊接设备大多使用多丝的MAG焊接方法(如图1)。这种方法主要是将多个相互绝缘的焊丝使用一个焊枪进行输送。但是这种做法的主要问题是多个焊丝要分别使用相互隔离的电源,这要会导致设备的成本过高,而且不利于工作的实施。但是如果使用一个电源进行工作,又会导致电弧产生不稳定的现象,造成大量飞溅,不利于焊缝的成型。可以使用电流相位控制的脉冲焊接方法来克服这一问题,这样可以保证电弧的稳定,同时对各个焊丝之间的位置进行调节,以此来减小咬边或驼峰等情况出现的几率,提高焊接质量。
 
        图1 多丝焊系统示意图
        总结
        目前,对熔化极气体保护焊的研究还在不断的深入,在当今激烈的市场竞争当中,高速焊和高熔敷率焊两种高效率的焊接工艺受到了各个行业的青睐,也正是这两种焊接工艺的广泛使用和广阔的市场前景,促进了高效焊接工艺不断的深入研究,也促进了各个行业的发展与前进。
        参考文献:
        [1]季峰.高效GTAW焊接技术发展[J].材料开发与应用,2018,12:51.
        [2]杨殿臣.磁控技术在高速TIG焊中的应用[D].沈阳工业大学,2010.
        [3]顾秀花.MAG焊在焊接生产中的应用[J].中国高新科技,2018,05:154-155.
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