关于焊接工艺类论文范文集,与等离子―MAG复合焊接薄板焊接工艺相关毕业设计论文

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摘 要：文章介绍了等离子-MAG复合焊接的特点,两种焊接技术的结合改善了焊接工艺性,通过对等离子、MAG参数的合理设置,减少焊接变形,提高对安装误差的包容性,改善了单面焊接双面成型的焊接质量,是一种有着广泛发展前景的焊接方法.

关 键 词：等离子-MAG复合焊接；薄板焊接工艺；单面焊接双面成型；焊接变形；焊接结构文献标识码：A

中图分类号：TG456文章编号：1009-2374（2015）15-0064-02DOI：10.13535/j.ki.11-4406/n.2015.15.033

随着制造业的发展,尤其是汽车制造行业,焊接结构复杂化、多样化对焊接技术提出了新的需求,复合式的焊接技术应运而生；随着轻量化的提出,不同材料、不同板厚对焊接也提出了更高的要求.等离子-MAG复合焊接技术将两种不同的焊接工艺方法组合为一种焊接工艺方法,充分利用等离子挺度好、熔深大、焊接速度快、MAG熔敷率高、焊缝成型性好的优点,本文就等离子-MAG焊接技术在薄板焊接的工艺性进行阐述.

1等离子-MAG复合焊接原理

色列激光等离子技术有限公司研制的SUPER-MAG焊接系统是将焊枪是MAG焊枪与等离子焊枪的一体化设计,焊枪内包含等离子电极,该电极在焊接前缘位置形成等离子弧,并在母材内生成匙孔,MAG电弧与等离子弧形成复合热源,焊丝连续熔化并填充熔池.因此,这种等离子弧-MAG复合热源焊接工艺方法不仅拥有等离子弧焊熔深大的特点,而且还具备MAG焊熔敷效率较高的特点.在焊接过程中,在等离子弧和MAG电弧的作用下,焊丝加热并熔化.形成金属熔滴进入熔池.在SUPER-MAG技术中等离子弧为负极,MAG为正极,电流通过两个电极相互作用产生电磁力F,如图1所示,电磁力F牵引等离子弧向焊接熔池前方移动,而且等离子弧在高速焊接过程中尾随焊枪轴线.增加了等离子弧的刚度和稳定性,进而大幅提升了焊接熔深和焊接速度,飞溅也得到控制.

图1等离子MIG/MAG焊接原理示意图

2等离子-MAG复合焊接设备的组成及工艺试验

SUPER-MAG将-MAG和等离子弧结合在一把焊枪内,系统兼容现有的MAG焊接系统,适合于自动化（机器人）焊接,图2为典型的SUPER-MAG机器人焊接系统.主要包括一体化焊枪、控制主机（包括等离子电源）、常规MAG电源和送丝装置、焊枪自动清理装置及焊接机器人.该系统中,复合焊枪等离子采用正接法,MAG采用反接法.

图2等离子-MAG焊接设备组成示意图图3夹具原理示意图

第一,等离子-MAG基本工艺参数设置：焊接速度、送丝速度、等离子电流、等离子气流、磁场控制,由于MAG的电流和电压受到焊接速度的影响,暂时不作为单独因素.

第二,自制实验夹具,如图3所示,需要尽量接近实车时的夹具状态,同时为便于找到合理的夹持状态指导实车焊接,夹具需位置可调,夹具可以调节位置和多层板厚夹紧,保证实验过程中调节夹具的位置和板材间的间隙.

第三,板材的选择,根据车身选用最多的板材为BLD,实验前不作特别处理,以便最接近实车焊接

条件.

3实验结果与分析

通过大量针对性实验,找出等离子-MAG单面焊接双面成型焊接薄板时,在不同焊接条件下,不同规范参数,焊接变形问题,焊接形式对焊接效果的影响.

等离子-MAG复合焊接实际是在等离子现行预热的情况下与MAG复合焊接,与传统单独MAG相比,初始条件变为等离子的预热,且对焊件有初次焊接的作用,因此在两种热源的作用下焊接的过程更加复杂.

薄板焊接温度场函数为二维温度场,该模式下,焊接前进的方向、温度分布在热源前方温度梯度较大,在后方温度梯度较小,因此在焊接完成后,缺陷容易在收弧处产生.与单独MAG相比,等离子-MAG复合焊接整个过程为等离子预热焊接后,随其后的MAG类似第二道焊接,可以为等离子进行热处理,而MAG在完成焊接后,通过对等离子的弧延时收弧,可以延缓焊点/焊缝的冷却速度,改善焊接效果,使焊接成型良好.

单面焊接双面成型薄板焊接时,由于热传递从上层板传递给下层板,随着上层板厚越厚,熔透需要的热量就越大,因此,在其他条件相同时,随着上层板厚的增加,熔透上层板的热量需求越大,等离子、MAG的电流随着上层板厚的增加电流呈增大趋势.在参数选择时,要以上层板为主导板选择合理的参数.

从上而下的热传导方式,使得薄板焊接对装配间隙非常敏感.单独MAG焊接时使用大的电流,大量热量聚集在上层板,直到上层板熔穿后才能向下层板传递热量,进行焊丝填充,才能完成焊接,这样容易产生焊接缺陷,即上层板焊穿,下层板却还未熔透,且在薄板焊中,由于热量大量输入,板材变形严重.

等离子-MIG/MAG复合焊接时,即使有间隙存在,可通过增大等离子的电流,利用等离子热量集中,熔深大的优点,对上层板加热形成小孔,熔化金属可以起到很好的搭桥效果,在此基础上,MAG以适当的电流进行焊丝的填充,不仅降低了装配的要求,也减少了焊接

变形.

单独MAG焊接和等离子-MAG焊接效果的对比,宏观上即可看出复合焊接对焊接效果的改善.

在焊接形式的改变后,焊接后的残余应力的不同,引起板材变形,改变焊接形式后,减少焊接应力造成的变形,相同条件下,焊接形式不同,焊接厚度整体效果对比,焊接在横向上的形变量基本在3～5mm,在纵向方向上形变基本在2～3mm.图4采用的是点焊的方式焊接,在焊点距离达到大于等于40mm时,焊件在各个方向基本没有变形,因此通过焊接形式的改变可以很好地改善焊接变形问题.

图4点焊形式的变形情况

薄板焊接双面成型时,在等离子的预热作用下,焊点中心较普通MAG焊接的问题有很大提高,上层板焊点中心区域最先熔化,熔化的母材、焊丝沿着该点深度方向熔融体起到