熔化极气体保护焊的高效化研究.pdf

第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文第 ”它 熔化极气体保护焊的高效化研究 北京工业大学北京市焊接设备研究与开发中心殷树言徐鲁宁丁京柱 摘要高效焊接方法包括高速焊和高熔敷率焊两种工艺。本文介绍了这两种工艺产生背景，以及在国内外的研究 现状和技术难点，阐述了两者的实现机理，井对如何实现符台国情的高熔敷率焊接工艺提出了新的方向； 关键词：高技焊接方法、高速焊、高熔敷率焊接工艺 0前言 熔化极气体保护焊(GMAW)以其高效、节能和便于实现自动化等特点，在激烈的市场竞争中显 示出强大的优势。因此，GMAW已经在各种熔焊方法中居于主导地位。据九十年代初的统计，在许多 发达国家申，按熔敷金属量计算，采用熔化极气体保护焊的已经占2／3以上，其中日本、德国等都 已达到70％以上，而手弧焊的比例已经降至20％。我国也已将推广熔化极气体保护焊列入“八五”和 “九五”规划中。 进入九十年代后．随着工业生产的发展和市场竞争的目趋激烈，各生产厂家为增强市场竞争能 力，对提高生产效率，降低产品成本的要求变得更加强烈。焊接作为工业生产的重要环节，其效率 的提高对提高总的生产率有着举足轻重的作用。在自动化技术、人工智能理论等相关学科的长足发 展为提高焊接生产效率提供了充足的外部条件的同时，焊接方法自身生产效率的提高成为影响焊接 生产效率提高的主要因素。对于自动化、半自动化焊接和机器人焊接中应用最为广泛的GMAW方法， 这一问题显得尤为突出。因此高效焊接方法的研究将成为今后焊接工艺研究的热点之一。高效焊接 方法包括高速焊和高熔敷率焊两种焊接方法。其中，高速焊用于薄板焊接，高熔敷率焊用于厚板焊 接。下面将对这两种焊接方法分别予以介绍。 1高速焊 1．1高速焊特点及应用前景 高速焊与传统G^IAW相比最大的特点体现在焊接速度上，国际上比较成熟的高速焊工艺均采用 l’4m／min．为常规C如焊焊接速度的3’8倍。在保证焊接质量的同时，大幅度提高了焊接效率。 常规C0。焊作为一种高效(是手弧焊的3’5倍)、节能的焊接方法已广泛应用于汽车、集装箱等 薄板为主的焊接量较高的工业中。这种焊接方法在国民经济中占有重要地位。在我国，Co：焊占焊接 工作总量的15％左右．为工业发达国家的1／3、1／5，有十分广阔的发展空间。可以说．开展高速co? 焊研究工作对国民经济的发展起着重要作用。 第三届计算机在焊接中的应用技术交流会论文集 其它 1．2常规焊接方法用于高速焊接时存在的问题 常规焊接方法在提高焊接速度时会带来一些与常规速度焊接时不同的问题。其中最主要的是焊 缝成形差，出现焊道咬边的现象(图1)，进一步提高焊接速度会出现所谓“驼峰”焊道(图2)，甚 至造成焊缝不连续。正是由于这一因素的制约，常规熔化极气．体保护焊的焊接速度不能超过Im／min， 而在实际生产中则更被限制在0，5a／min以内。所以，如何解决高速焊接时焊缝成形差的问题，是大 幅度提高薄板焊接生产效率的关键。近年来．各国工业界和相关领域学者纷纷从焊接材料、焊接工 艺和焊接设备等各个方面探索解决这一问题的方法。 图1焊道咬边截面 图2驼峰焊道外观 1．3‘研究现状 对于薄板焊接的场合t一般不采用多层焊接，因此提高焊接效率的主要出发点虑是保证焊接质 量的同时·提高单道焊接速度。为此，国内外学者从多方面进行探索以期实现高速焊。目前已经取 得了很大进展。 改变保护气体成分对提高焊接速度会有一定的作用，其中比较成功的是瑞典的AGA公i=；；】的 RAPID ARC焊接法u它采用商速送丝、大干伸长和低氧化性气体MISON8(该公司专利产品)，增强了， 熔池润湿性·因而焊缝与母材过渡平滑．并且焊缝平坦，可在l2m／min的速度F进行焊接而不出现 成形缺陷。这种焊接方法已经在欧洲市场得到成功推广。 第三扁计算机在焊接中的应用技术交流台论文囊 扎芭 在焊接设备方面多采用双丝甚至多丝的llIAG焊接方法。日本研究者藤村告史开发的多丝焊方法 的系统示意幽如图3所示。它采用同一