目的对不同焊接条件下的5454铝合金熔池行为(包括熔池几何特征和液态金属流向)和电弧形态进行研究。方法采用脉冲熔化极惰性气体保护焊(Metal Inert Gas,MIG)和冷金属过渡焊接技术(Cold Metal Transfer,CMT)进行焊接,对不同焊接条件下5...目的对不同焊接条件下的5454铝合金熔池行为(包括熔池几何特征和液态金属流向)和电弧形态进行研究。方法采用脉冲熔化极惰性气体保护焊(Metal Inert Gas,MIG)和冷金属过渡焊接技术(Cold Metal Transfer,CMT)进行焊接,对不同焊接条件下5454铝合金在堆焊过程中的熔池行为和电弧形态进行观察分析。此外,在进行焊接过程中的温度场分析时,同时考虑了不同保护气体对电弧的影响特征。结果随着焊接保护气体中氦比例的上升,电弧平均直径逐渐减小,稳定性有所改善,电弧的电离能也随之增强,促使电弧在持续稳定燃烧过程中的温度逐步攀升,受电弧影响的最高温度点由纯氩时的1959.1℃上升至纯氦时的2210℃。相比于脉冲MIG,CMT方法的电弧长度更短,熔池尺寸更小,温度更集中,具有更大的液态金属波纹的密度和高度,但起弧时的电弧稳定性较差。结论通过调整保护气体成分,可以显著影响电弧的行为和温度特性;相比于脉冲MIG焊,CMT方法具有更短的电弧长度、更小的熔池尺寸以及更高的温度集中性。虽然起弧时的稳定性较差,但CMT方法形成的焊缝表面的鱼鳞纹质量更高。这种差异主要源于2种焊接方法在电弧控制和熔滴过渡上的区别;彻底清除熔池表面的氧化膜对提高电弧稳定性、减少对熔池的冲击具有显著作用。当熔池表面的氧化膜较少时,电弧稳定性较高,液态金属波纹向熔池边缘扩散的频率和高度变化较小;在焊接作业中,热源生成的温度场呈椭圆状分布,其等温线在热影响区内呈现椭圆形扩展特征。随着保护气体中氦含量的增加,气体的电离电压升高,进而提升了电弧功率,这有助于提升焊接效率和电弧的温度,有效降低焊接过程中的热应力,并促进弧柱收缩,降低熔池的冷却速度,抑制接头中氢气孔的产生。展开更多
文摘目的对不同焊接条件下的5454铝合金熔池行为(包括熔池几何特征和液态金属流向)和电弧形态进行研究。方法采用脉冲熔化极惰性气体保护焊(Metal Inert Gas,MIG)和冷金属过渡焊接技术(Cold Metal Transfer,CMT)进行焊接,对不同焊接条件下5454铝合金在堆焊过程中的熔池行为和电弧形态进行观察分析。此外,在进行焊接过程中的温度场分析时,同时考虑了不同保护气体对电弧的影响特征。结果随着焊接保护气体中氦比例的上升,电弧平均直径逐渐减小,稳定性有所改善,电弧的电离能也随之增强,促使电弧在持续稳定燃烧过程中的温度逐步攀升,受电弧影响的最高温度点由纯氩时的1959.1℃上升至纯氦时的2210℃。相比于脉冲MIG,CMT方法的电弧长度更短,熔池尺寸更小,温度更集中,具有更大的液态金属波纹的密度和高度,但起弧时的电弧稳定性较差。结论通过调整保护气体成分,可以显著影响电弧的行为和温度特性;相比于脉冲MIG焊,CMT方法具有更短的电弧长度、更小的熔池尺寸以及更高的温度集中性。虽然起弧时的稳定性较差,但CMT方法形成的焊缝表面的鱼鳞纹质量更高。这种差异主要源于2种焊接方法在电弧控制和熔滴过渡上的区别;彻底清除熔池表面的氧化膜对提高电弧稳定性、减少对熔池的冲击具有显著作用。当熔池表面的氧化膜较少时,电弧稳定性较高,液态金属波纹向熔池边缘扩散的频率和高度变化较小;在焊接作业中,热源生成的温度场呈椭圆状分布,其等温线在热影响区内呈现椭圆形扩展特征。随着保护气体中氦含量的增加,气体的电离电压升高,进而提升了电弧功率,这有助于提升焊接效率和电弧的温度,有效降低焊接过程中的热应力,并促进弧柱收缩,降低熔池的冷却速度,抑制接头中氢气孔的产生。
