可调随焊锤击系统的设计研究.pdfVIP

壬希望等 可调随焊锤击系统的设计研究 制造 ·维修 文章编号：1005—2895(2005)03—0082-03 可调随焊锤击系统的设计研究 王希望，李建昌，王亚辉 (河北农业大学机电工程学院，河北 保定 071001) 摘 要 ：对随焊锤击的研 究进行 了深入 的分析 ，提 出了可调随焊锤击系统总体设计方案。通过控制 系统硬件设计和软件 设计，实现了随焊锤击频率、锤击力和锤击距离的调整，大大改善了焊接质量。 关 键 词：随焊锤击；气锤 ；脉冲控制；模块化设计 中图分类号：TP368；TG439．9 文献标识码：A 1 前 言 迹锤击焊道。该装置为使锤头能对焊道表面具有 良好 随焊锤击是在焊接过程中通过实时锤击焊缝及近 的适应能力，对锤击构件作了特殊设计，使之在近溶池 缝区金属材料从而消除或减小焊后金属塑性影响的一 区和远熔池区各有一对锤头可进行同步锤击 ，控制焊 种加工工艺。随焊锤击能有效改善焊接接头的应力分 缝及近缝区的应力应变发展。通过在其 自行研制的变 布状态，降低应力集 中现象。该工艺由于对焊接接头的 拘束度试验夹具上进行焊接试验 ，并对不同工艺条件 薄弱环节进行了强化，使应变更多的分摊到焊缝及母 下焊接接头的显微组织进行研究，试验发现：对于 材金属上，从而提高了焊接延伸率和抗拉强度[1]。随焊 LY12CZ薄板材料，锤击力在 2～5MPa时裂纹率较 锤击带来的微振作用不仅能抑制焊接缺陷的产生，而 小。当锤击力较小时，锤击作用形成的应变量不足于抵 且可以收到明显的细晶效果。除此之外，对于某些特殊 消焊接过程 中不均匀加热形成的致裂拉应变，控制热 金属材料焊接时运用随焊锤击的方法进行焊后处理， 裂纹的效果不明显；当锤击力较大时，锤击会导致焊接 还能减少工件 的预处理和高温回火步骤，节约大量的 熔池产生较大的振荡 ，反而会促进热裂纹的进一步产 能源和资金，给国家和企业将带来前景广阔的经济效 生 。锤击距离控制在20mm时，裂纹率较小。当锤击距 益和社会效益。 离较小时，锤击位置离焊接电弧太近，锤击对焊接熔池 2 研究状况分析 产生严重振荡，会促进热裂纹的产生。当锤击距离较大 金属材料在焊接过程 中受热膨胀 ，但 因受周 围冷 时，锤击的部位离产生热裂纹的敏感位置太远，对于减 金属的拘束，不能向四周 自由伸长。在随后的冷却过程 少热裂纹的效果不明显。试验进一步表明：对于不同的 中，受热区产生很强的收缩力。沿焊缝方 向的纵 向收 试件和焊接条件 ，应采用不同的焊接锤击参数 。由此可 缩，受到2侧冷金属的限制而产生很高的残余拉应力， 见，锤击参数的选择对于锤击质量有着至关重要的影 同时熔池后面半结晶区的横向收缩又是产生焊接热裂 响，但现有的随焊锤击装置存在参数调节 困难 ，个别参 纹的直接原因[2]。经过科研工作者多年的潜心研究，发 数调节不可实现，精确度不高等缺点，所以我们提出参 现通过锤击可以很好的消除焊后残余应力，防止热裂 数可调的随焊锤击方式。 纹的产生。这是因为在电弧热的作用下，焊缝金属温度 可调随焊锤击方式是在随焊锤击工作开始或过程 相对较高，可塑性强，锤击可对BTR区金属产生一横 中直接对锤击参数进行人为调整的工作方式。该方式 向挤压应变，从而抵消BTR区金属在焊后冷却收缩过 借鉴了铸铁冷焊的专家经验 ，采用锤击频率控