保护套圈对步进式电弧螺柱焊过程电弧行为的影响
焊接工艺——熔焊
试验数据 。分析 了水 淬火 和 回火 钢 焊接 用填 充材 料
的研 制结 果 。介 绍 了研 制 的焊 条 ， 出 了采 用 这 种 焊 指 条焊 制 的结 构 ， 内层 不 含 Ｆ的 双 药 皮 焊 条 的 研 制 ， 旨
在提高焊条的熔化效率。图 ５
修复使用 ｓ —Ｐ ｎ ｂ—Ａ 钎料最佳。 图４表 １ ２ ｇ 参
焊
熔 焊
接
工
艺
Ｔ ｕｈｅｓ 置予以 自动清除也可 达到上述 目的 ， ｏｃｌ 装 ｓ 因为 该装置使喷嘴强 烈冷却产 生应力 ， 削弱 了金属熔 滴与 喷嘴的结合 力 ， 之后 电磁 脉 冲将 飞溅 物 从 喷 嘴上 清 除。如果测得 的焊接工艺参数 与给定参 数相 同 ， 焊接
２ ０３ ２ 古 青 铜 文 物 钎 焊 修 复 用 钎 料 的 选 择 ／ ０ ６ １３ 陈 艳 … ／ 造 船 技 术 ．一 ０５，６ ．一 ０— １ ／ ２ ０ （ ） ４ ４ 阐述 古 青 铜 文 物修 复 常 用 的 Ｓ ｎ—Ｐ 、ｎ—Ｐ —Ｓ ｂＳ ｂ ｂ 和Ｓ Ｐ ｎ— ｂ—Ａ 钎 料 和 上 海 博 物 馆 研 制 的新 型钎 ｇ ３种
Ｋ ／ Ｍ ｓｈｎｎ ａｋ． ２０ ， ９ １ ２ ． ３ — ５ ．／ ａｃｉ ｍ ｒｔ 一 ０ ３１ （ — ） 一 ４ ３ ｅ ０
保护下 ， 步进式 电弧螺 柱焊 过程 电弧稳 定 燃烧 ， 化 熔
金 属 短 路 现 象 明 显 减 少 ； 柱 送进 过程 的 ” 弧 ” 间 螺 无 时 缩 短 。焊 接 过 程 电 弧 行 为 的 改 善 提 高 了 电 弧 对 接 头 的加 热 效 率 ； 无 保 护 步 进 式 电 弧 螺 柱 焊 相 比 ， 圈 与 套 保 护 步 进 式 电 弧 螺 柱 焊 可 以 在 一 定 范 围 内 缩 短 焊 接 时 间。 图 ６表 ２参 ８
电力设备的防电弧击穿与电弧灭弧
电力设备的防电弧击穿与电弧灭弧电力设备在运行过程中常常会面临电弧击穿和电弧灭弧的问题。
电弧是电气设备发生故障时可能出现的一种现象，它会导致设备的损坏甚至引发火灾事故。
因此，防止电弧击穿和有效地进行电弧灭弧十分重要。
本文将探讨电力设备防电弧击穿和电弧灭弧的相关知识和方法。
一、电弧击穿的原因和危害电弧是电流在气体间或绝缘体表面发生击穿时产生的一种放电现象。
电弧击穿会产生高温、高电压和高能量，给电力设备和人身安全带来威胁。
常见的电弧击穿原因有以下几种：1. 设备绝缘失效：设备绝缘老化、磨损或破裂会导致电弧击穿的发生；2. 外界灾害：如雷击、感应电压超过设备绝缘能力等；3. 设备操作错误：操作人员在开关操作或维护中疏忽导致电弧击穿；4. 设备缺陷：制造过程中的缺陷或材料损坏等。
电弧击穿会产生火花和高温，不仅会导致设备的损坏和停机，还可能引发火灾事故，造成人员伤亡和财产损失。
二、电力设备防电弧击穿的措施为了防止电弧击穿的发生，需要采取一系列的措施进行预防和保护。
以下是几种常见的方法：1. 合理的设备布置：设备间的间距、排列和连接方式需要符合安全规范，避免电弧的传播。
设备间应该预留足够的通道，方便巡检和维护；2. 使用符合规范的设备：选用具有良好耐电弧击穿能力的设备和材料。
设备的外壳和绝缘材料应该具备一定的防火和耐高温性能；3. 定期维护和检测：设备的绝缘状况应该定期检测和维护，发现老化或破损的绝缘材料及时更换。
定期进行设备的巡检和维修，确保设备运行的安全可靠；4. 使用电弧灭弧装置：在设备设计和布置中加入电弧灭弧装置，可以在电弧发生时快速灭弧，避免打火和设备损坏。
三、电弧灭弧的原理和方法电弧灭弧是恢复设备工作正常状态的重要过程。
电弧灭弧的原理是通过引入断电或使用特殊装置等方法断开电弧电路，使电弧能量得以消散。
以下是常见的电弧灭弧方法：1. 隔离电源：通过切断电源电路，使电流不再流动，从而消除电弧。
这是一种最常见的灭弧方法，适用于小型设备或单个元件；2. 使用弧形装置：采用特殊的装置，如弧形熔断器、灭弧室等来灭弧。
螺纹护套技术在核电水泵设备上的应用分析
图４ 螺纹子 Ｌ 偏差示意 图
力 ． 量
祝 用＝ 通 一 ． 萋
５ ． 加装螺纹护套后影响分析
（ １ ）对 壳体强度 影响 出水壳体 螺纹孔 尺寸
为 Ｍ３ ６×１ ． ５ ｍｍ ，修 复 螺 纹 用 专 用 丝 锥 的 最 大 外 径为３ ６ ． ４ ｍｍ ，修 复 装 入 螺 纹 护 套 后 螺 纹 尺 寸 仍 为
１ ． 尺寸修正分析
经过 分析 和保 守计 算 ，螺纹孔 中心 线偏 移最 大值
为０ ． Ｏ １ ８ ｍｍ，若加装螺纹 护套需要扩孔 的尺寸为 ３ ６ ． ３
～
３ ６ ． ５ ｍｍ，可 纠正 该螺 纹 孔垂 直 度偏 差 。穿 杠 螺
栓 螺纹 基 本尺 寸 及极 限 公 差执 行标 准 为ＧＢ ／ Ｔ １ ９ ７ — ２ ０ ０ ３ ￣Ｇ Ｂ ／ Ｔ ２ ５ １ ６ － － ２ ０ ０ ３（ 等同于Ｉ Ｓ Ｏ ９ ６ ５ －１ ９ ９ ８ ￣ Ｉ ｌ Ｉ Ｓ Ｏ
艺等因素影响极易发生缺陷甚至报废 ，对设备的制造进
度及成本影响非常大 ，因此 ，泵类设备上关键铸锻件的 完整性 、可用性非常关键 。 在核 电工 程建设 中 ，水泵 特 别是核 级 泵的制 造难 度普遍较大 ，鉴于 核电建设的工期 、成本控制较严格 ，
铸锻件如果在 装配后期发生缺陷 、报废问题 ，对整 个设
导致部件报废的案例尤其多。
本 文立 足于 解决 工程 实际 问题 ，提 出将螺 纹 护套
技术应用在核电水泵制造阶段，以解决关键铸锻件的螺
纹损伤 问题 ，确保铸锻件 的完 整可用 ，进而保障设备制 造周期 。
构 中复杂铸锻 件常 因螺纹孔损 伤后采 用扩孔更 改螺栓尺
紧固件 电弧螺柱焊用螺柱和瓷环
紧固件电弧螺柱焊用螺柱和瓷环紧固件是机械装配中常用的零件，其作用是连接和固定零部件。
在紧固件中，螺柱是一种常见的紧固件，而电弧焊用螺柱和瓷环则是螺柱的一种特殊形式。
电弧焊用螺柱和瓷环主要应用于电弧焊领域，用于固定焊条或电极。
它与普通螺柱相比，具有更高的耐热性和耐腐蚀性。
由于焊接过程中会产生高温和腐蚀性气体，因此需要使用特殊的材料来制作螺柱和瓷环，以确保焊接质量和安全。
让我们来了解一下电弧焊的原理。
电弧焊是利用电弧产生高温来熔化焊接材料，然后通过冷却固化，实现焊接的一种方法。
在焊接过程中，需要将焊条或电极固定在焊接位置上，以便焊工能够稳定地进行焊接操作。
而电弧焊用螺柱和瓷环就是用来实现这一目的的。
电弧焊用螺柱通常由高温合金材料制成，这种材料具有较高的耐热性和耐腐蚀性，能够在高温和腐蚀性气体环境中长时间工作而不受损。
而瓷环则是由陶瓷材料制成，具有良好的绝缘性能和耐高温性能，能够有效地防止电弧从螺柱传导到其他部位，保证焊接的安全性。
电弧焊用螺柱和瓷环的安装方法与普通螺柱类似，需要将螺柱穿过焊接位置的孔，并通过螺纹与其他部件连接。
在安装过程中，需要注意螺柱的紧固力度，以确保焊条或电极的稳定性和焊接质量。
同时，还需要注意瓷环的放置位置，以确保其能够有效地隔离电弧。
电弧焊用螺柱和瓷环的选择应根据具体的焊接要求来确定。
首先需要考虑焊接材料的特性，确定所需的焊接电流和电压范围。
然后根据焊接位置和环境条件，选择合适的螺柱材料和瓷环规格。
最后，根据焊接设备的要求，确定螺柱和瓷环的安装方法。
电弧焊用螺柱和瓷环是电弧焊中不可或缺的紧固件。
它们通过固定焊条或电极，保证焊接的稳定性和安全性。
在选择和使用这些紧固件时，需要考虑焊接材料的特性和环境条件，并遵循正确的安装方法。
通过合理使用电弧焊用螺柱和瓷环，可以提高焊接质量，确保焊接操作的安全性和可靠性。
气焊系高级焊工考证真题题库(含答案)
C、提高焊接接头的强度 D、防止锌的蒸发 答案：A 48.CG1—30 型半自动气割机在气割结束时，应先关闭（）。 A、压力开关阀 B、切割氧调节阀 C、控制板上的电源 D、预热氧和乙炔 答案：B 49.钨极氩弧焊采用直流反接时，不会()。 A、提高电弧稳定性 B、产生阴极破碎作用 C、使焊缝夹钨 D、使钨极熔化 答案：B 50.气割时切割速度过快会造成（）。 A、割缝边缘熔化 B、后拖量较小 C、后拖量较大 D、无影响 答案：C 51.下列焊条型号中（）是灰铸铁焊条。
5
答案：C 19.电焊机技术标准规定，焊条电弧焊电源的额定负载持续率为（）。 A、25% B、35% C、60% D、80% 答案：C 20.对薄板波浪变形进行火焰矫正时，通常采用的加热方式是（）。 A、点状 B、线状 C、三角形 D、波浪 答案：A 21.焊接接头的()能测定焊接接头的抗拉强度。 A、疲劳试验 B、正弯试验 C、拉伸试验 D、焊接性试验 答案：C 22.为了防止工作时未通冷却水而()的事故，等离子弧切割时必须通冷却水，通 常需要安装一个水流开关。 A、烧坏割据
7
答案：A 26.焊接接头根部预留间隙的作用在于（）。 A、防止烧穿 B、保证焊透 C、减少应力 D、提高效率 答案：B 27.不属于碳素钢和低合金钢焊接接头冷裂纹自拘束试验方法的是()。 A、斜 Y 形坡口焊接裂纹试验方法 B、搭接接头焊接裂纹试验方法 C、T 形接头焊接裂纹试验方法 D、插销式试验方法 答案：D 28.珠光体钢和奥氏体不锈钢焊接，选择奥氏体不锈钢焊条作填充材料时，由于 熔化的珠光体母材的稀释作用，可能使焊缝金属出现()组织。 A、奥氏体 B、渗碳体 C、马氏体 D、珠光体 答案：C 29.将管子接头外壁距离压至所需值后，试样拉伸部位的裂纹长度为()时，则认 为压扁试验合格。 A、6mm
保护套圈对步进式电弧螺柱焊过程电弧行为的影响
保护套圈对步进式电弧螺柱焊过程电弧行为的影响池 强1 张建勋1 付继飞2 张友权21.西安交通大学,西安,7100492.中国冶金建设集团公司建筑研究总院,北京,100088摘要:利用自行研制的步进式电弧螺柱焊枪,采用套圈作为焊接过程的保护方式,研究了套圈保护步进式电弧螺柱焊过程。
对焊接过程的电流及电压波形进行采集,分析焊接过程的电弧行为。
实验结果表明,在套圈保护下,步进式电弧螺柱焊过程电弧稳定燃烧,熔化金属短路现象明显减少;螺柱送进过程的“无弧”时间缩短。
焊接过程电弧行为的改善提高了电弧对接头的加热效率;与无保护步进式电弧螺柱焊相比,套圈保护步进式电弧螺柱焊可以在一定范围内缩短焊接时间。
关键词:电弧螺柱焊;套圈;焊接过程;电弧行为中图分类号:T G453 文章编号:1004—132Ⅹ(2005)21—1962—04E ffects of Shield Ferrules on the Arc B ehavior in Stepping Arc Stud WeldingChi Qiang 1 Zhang Jianxun 1 Fu Jifei 2 Zhang Y ouquan 21.Xi ’an Jiaotong University ,Xi ’an ,7100492.Cent ral Research Instit ute of Building and Const ruction ,MCC Group ,Beijing ,100088Abstract :Based on self -made stepping arc st ud welding gun ,t he welding process adopting fer 2rules as arc shield was st udied.Through t he acquisition of welding current s and voltages during weld 2ing ,t he arc behavior of welding process was analyzed.It is indicated f rom t he test result s t hat t he arc burns stably in ferrules shielded stepping arc st ud welding.The short circuit of molten metal is de 2creased.The non -arc time during st ud plunge is shortened.The imp rovement s of arc behavior in welding heighten t he utilization ratio of paring wit h no n shielded welding ,t he welding time in ferrules shielded stepping arc st ud welding can be shortened in some degrees.K ey w ords :arc st ud welding ;ferrule ;welding process ;arc behavior收稿日期:2004—12—06基金项目:高等学校骨干教师资助计划资助项目0 引言电弧螺柱焊是一种高效、高质量的螺柱焊接方法,其应用始于1939年的造船行业[1]。
2023年焊工(中级)参考题库含答案5
2023年焊工（中级）参考题库含答案（图片大小可自由调整）第1卷一.全能考点(共50题)1.【单选题】补加因素是指影响焊接接头()的焊接工艺因素。
A、抗拉强度B、弯曲性能C、冲击韧度D、硬度2.【判断题】《特种设备安全法》规定，国务院负责特种设备安全监督管理的部门对全国特种设备安全实施监督管理。
县级以上地方各级人民政府负责特种设备安全监督管理的部门对本行政区域内特种设备安全实施监督管理。
3.【判断题】职业道德的意义也包括有利于企业体制改革。
4.【单选题】压焊的另一种形式是不加热，在被焊金属的接触面上施加足够大的压力，借助于压力所引起的塑性变形，以使()相互接近而获得牢固的压挤接头。
A、分子间B、晶格间C、晶体间D、原子间5.【判断题】心脏按压与人工呼吸不能同时进行，必须先进行人工呼吸，再进行心脏按压。
6.【单选题】对于法兰克系统的数控铣床，用MDI工作面板方法可以设定6个工件坐标系，以下有一个正确的可选G代码，它是（）。
A、G10代码B、G20代码C、G40代码D、G54代码7.【判断题】力学性能是指金属在外力作用时表现出来的性能。
8.【单选题】建设单位在申请领取施工许可证时，应当提供建设工程有关（）的资料。
A、施工组织设计B、工程造价C、安全施工措施D、承包合同9.【判断题】在吊运过程中，被吊物的高度要高于地面设备或其它物体0.5米以上。
（）10.【单选题】铜及铜合金焊条是根据()来分类表示的。
A、焊态的焊缝机械性能B、焊态的化学成分C、熔敷金属的化学成分D、用途11.【单选题】在一段无源电路中，电流的大小与电压与正比，而与电阻值成反比，这就是()。
A、部分电路楞次定律B、全电路楞次定律C、部分电路欧姆定律D、全电路欧姆定律12.【单选题】紫铜焊丝的牌号是()。
A、HSCuB、HSCuZnNiC、HSCuZn-1D、HSCuAl13.【判断题】()饮食业成本中的劳动价值是指员工的服务费用。
14.【单选题】《工伤保险条例》的规定，职工（），其近亲属可以从工伤保险基金领取一次性工亡补助金标准为上一年度全国城镇居民人均可支配收入的20倍。
焊接电弧力及其影响因素
焊接电弧力及其影响因素焊接电弧力及其影响因素2012-02-20 13:12焊接电弧是一个热源，同时也是一个力源。
电弧产生的机械作用力对焊接质量影响很人。
焊接电弧的作用力统称为电弧力，主要包括电磁力、等离子流力、斑点压力和短路爆破力等。
1. 电磁力由电工学可知，在两根相距不远的平行导线中，通过同方向的电流时，则产生相互吸引的力；反之，通过相反方向的电流时，则产生相互排斥的力。
这个力的形成是由于在导体周围空间形成磁场，而两个通电导体又都处于磁场之中，受到磁场力作用，其单位长度导线受力大小与导线中流过的电流乘积成正比，与两导线间的距离成反比。
当电流从一个导体中流过时，整个电流可看成是许多平行的电流线组成，这些电流线之间也产生相互吸引力，则导体断面有收缩的倾向。
如果导体是固态不能自由变形，此收缩力不能改变导体的外形：如果导体是可以自由变形的液态和气态，导体将发生收缩，如图1-7中液态段。
这种现象称为电磁收缩效应，由此产生的力称为电磁力或电磁收缩力。
这种力在导体内将引起径向力。
假设导体为圆柱体，电流线在导体中的分布是均匀的。
因为在流体中各方向的压力相同，所以由于径向压力的产生也将产生轴向压力且大小相等。
在焊接电弧中，F将同时作用于焊丝和工件上。
实际上焊接电弧不是圆柱体，而是断面直径变化的圆锥状的气体导体。
由于焊丝直径限制了电弧的扩展，而在工件上电弧可以扩散得比较宽，也就是从焊丝端头到工件形成锥状。
直径不同将引起压力差，从而产生由焊丝指向工件的推力Fp。
电磁压力与电流的平方成正比，与l2成反比，且与θ、ψ角有关。
这种由电磁力引起的压力称为电磁静压力。
其特点是靠近焊丝处和电弧中心压力大些，而相反靠近母材和电弧边缘处压力减弱。
2.等离子流力焊接电弧呈锥形，靠近电极(焊丝)一端的电弧断面积比靠近工件一端的小，所以电极端电弧的电磁收缩力比工件端的大，从电极A到工件B形成一定的压力差，在该压力差的作用下，形成轴向推力Fp在电极附近电弧中的气体离子将向工件方向流动。
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保护套圈对步进式电弧螺柱焊过程电弧行为的影响池 强1 张建勋1 付继飞2 张友权21.西安交通大学,西安,7100492.中国冶金建设集团公司建筑研究总院,北京,100088摘要:利用自行研制的步进式电弧螺柱焊枪,采用套圈作为焊接过程的保护方式,研究了套圈保护步进式电弧螺柱焊过程。
对焊接过程的电流及电压波形进行采集,分析焊接过程的电弧行为。
实验结果表明,在套圈保护下,步进式电弧螺柱焊过程电弧稳定燃烧,熔化金属短路现象明显减少;螺柱送进过程的“无弧”时间缩短。
焊接过程电弧行为的改善提高了电弧对接头的加热效率;与无保护步进式电弧螺柱焊相比,套圈保护步进式电弧螺柱焊可以在一定范围内缩短焊接时间。
关键词:电弧螺柱焊;套圈;焊接过程;电弧行为中图分类号:T G453 文章编号:1004—132Ⅹ(2005)21—1962—04E ffects of Shield Ferrules on the Arc B ehavior in Stepping Arc Stud WeldingChi Qiang 1 Zhang Jianxun 1 Fu Jifei 2 Zhang Y ouquan 21.Xi ’an Jiaotong University ,Xi ’an ,7100492.Cent ral Research Instit ute of Building and Const ruction ,MCC Group ,Beijing ,100088Abstract :Based on self -made stepping arc st ud welding gun ,t he welding process adopting fer 2rules as arc shield was st udied.Through t he acquisition of welding current s and voltages during weld 2ing ,t he arc behavior of welding process was analyzed.It is indicated f rom t he test result s t hat t he arc burns stably in ferrules shielded stepping arc st ud welding.The short circuit of molten metal is de 2creased.The non -arc time during st ud plunge is shortened.The imp rovement s of arc behavior in welding heighten t he utilization ratio of paring wit h no n shielded welding ,t he welding time in ferrules shielded stepping arc st ud welding can be shortened in some degrees.K ey w ords :arc st ud welding ;ferrule ;welding process ;arc behavior收稿日期:2004—12—06基金项目:高等学校骨干教师资助计划资助项目0 引言电弧螺柱焊是一种高效、高质量的螺柱焊接方法,其应用始于1939年的造船行业[1]。
在工件上焊接螺柱类紧固件可以代替费时费力的铆接、钻孔和攻丝方法。
经过60多年的发展,电弧螺柱焊已广泛应用于建筑、汽车制造、炉窑等众多领域[2～4]。
电弧螺柱焊的基本原理是在待焊螺柱与工件间引燃电弧,当螺柱与工件被加热到合适温度时,在外力作用下,螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接头。
根据焊接过程中所用焊接电源的不同,传统电弧螺柱焊可以分为普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊两种基本方法[5]。
在普通电弧螺柱焊的应用中,套圈保护是常用的一种焊接过程保护方法。
步进式电弧螺柱焊(SASW )是基于新式焊枪的焊接方法,文献[6]介绍了步进式电弧螺柱焊枪及其控制系统的研制情况以及焊接过程的初步实现。
为了提高步进式电弧螺柱焊的实用性,需要对其进行系统研究。
本文主要研究套圈保护步进式电弧螺柱焊过程,分析保护套圈对焊接过程电弧行为的影响。
1 实验设备及材料1.1 焊接设备图1 步进式电弧螺柱焊枪结构焊接设备包括焊接电源、焊接控制器及焊枪。
步进式电弧螺柱焊枪的结构原理如图1所示。
采用MCS -51单片机系统控制焊枪及焊接过程的实现。
实验中,选用型号为ZXG -300・2691・的磁放大器式弧焊整流器作为焊接电源,该电源标明空载电压75V ,具有陡降的外特性,符合电弧螺柱焊引弧及焊接要求。
1.2 焊接过程监测设备本实验通过采集焊接过程的能量输入参数,利用波形法分析焊接过程电弧行为。
能量输入参数主要包括焊接电流和焊接电压。
数据采样系统如图2所示。
焊接电压的采样采用型号为GIV -Zv 的直流电压变送器,该变送器具有光电隔离作用;焊接电流的采样是依靠分流器来获得的,电流信号经分流器变换为一定大小的电压信号,从分流器两端出来的信号需进行放大隔离。
系统采用型号为TDS220的数字示波器记录焊接过程,此示波器具有两个输入通道,可以同时采集焊接电压和焊接电流。
示波器外扩计算机通讯模块TDS2CM ,通过RS232接口线与计算机串口相连接。
采集的信息可以直接在计算机上显示处理。
图2 采样系统示意图1.3 实验材料实验中所用螺柱及试件材料为Q235钢,螺柱直径为5mm ,待焊顶端为平顶端面形式,试件厚度5mm 。
焊前清除试件表面氧化皮、铁锈、油漆、油脂等杂质。
焊接中使用自制套圈,套圈的主要化学成分见表1。
表1 套圈主要化学成分(体积分数)单位:%耐火土粘土石墨铝粉锰铁粉58275552 结果及讨论2.1 无保护SASW步进式电弧螺柱焊的焊接规范参数主要包括能量输入参数(焊接电流、焊接时间)和焊枪行为参数(螺柱提升高度和送进深度)。
选用表2所示的焊接规范进行无保护步进式电弧螺柱焊。
表中所列焊接时间是指螺柱在提升高度的保持时间,电弧在此段时间内充分燃烧,使螺柱端面与相应的工件表面被加热并熔化。
表2 焊接规范参数焊接电流(A )焊接时间(ms )提升高度(mm )送进深度(mm )3003701.73.3 图3所示为典型的焊接过程电流及电压的采样波形。
如图中所示,整个焊接过程分为螺柱提升、螺柱保持(电弧燃烧)和螺柱送进3个阶段。
(a )焊接电流采样(b )焊接电压采样图3 无保护步进式电弧螺柱焊电参数波形(1)螺柱提升阶段 螺柱提升阶段大约有90ms ,螺柱从工件上提起后,焊接电压增高并保持在25V 左右,说明电弧被顺利引燃,开始进入焊接过程。
而在此阶段,焊接电流增长速度较慢,保持在大约50A 左右的水平。
其原因主要是螺柱在提升过程中的连续运动改变了电弧的形态,使电流密度变小。
另外电流偏小也和电源电流的滞后特性有关。
(2)电弧燃烧阶段 在预设的螺柱提升高度,电弧充分燃烧。
此阶段可以分为两部分进行描述。
在t 1时间段内,焊接电流的上升速度加快且比较稳定,而焊接电压略有下降趋势。
电压下降是因为电弧燃烧使得螺柱金属熔化增多,熔化金属下垂而缩短了弧长。
此时焊接电弧在螺柱端面扩展,能量不是很高,故此段时间可以定义为电弧扩展阶段。
在进入t 2时间段内,焊接电流陡然上升到200A 以上,对应的焊接电压降至接近0。
此后一段时间内焊接电流和焊接电压处于往复振荡的过程。
总的趋势是焊接电流在增大,而焊接电・3691・压总体低于t 1时间段。
如此的波形说明螺柱与工件之间频繁短路。
因为随着电流的增大,螺柱端部熔化金属增多并下垂,最终与工件接触引起短路。
此段时间可以定义为电弧不稳定燃烧阶段。
由于频繁的短路,导致焊接飞溅增加。
(3)螺柱送进阶段 螺柱与工件已经处于完全短路状态。
此时焊接电流基本保持在530A 左右,而焊接电压则基本为0,说明在螺柱送进过程中,电弧已经熄灭。
2.2 套圈保护SASW为改善步进式电弧螺柱焊过程的电弧行为,采用套圈作为焊接过程保护方式。
针对无保护步进式电弧螺柱焊过程表现出来的特点,重点研究保护套圈对步进式电弧螺柱焊过程及电弧行为的影响。
在电弧螺柱焊过程中使用套圈进行保护,具有两个明显的作用[7]:①使接头处液态金属不能随意流动,起到强制成形焊接接头的作用;②减少了可见的弧光,保护了操作者的眼睛,改善了工作环境。
另外,套圈中有限的空间对焊接电弧产生较强的约束作用,从而减轻了电弧磁偏吹现象[8]。
电弧磁偏吹是影响电弧螺柱焊质量的重要因素,可以导致焊脚成形不均匀,同时引起强烈的焊接飞溅。
为增强可比性,采用表2所示的焊接规范参数,进行套圈保护步进电弧螺柱焊实验。
焊接过程电流及电压采样波形如图4所示。
(a )焊接电流采样(b )焊接电压采样图4 套圈保护步进式电弧螺柱焊电参数波形由图4可见,在螺柱提升阶段,电流与电压的波形变化与图3相似,焊接过程处于起弧状态。
在电弧燃烧阶段,同样可以分为两个时间段进行描述。
如图4所示,在t 1时间段内,焊接电压呈增大趋势,焊接电流基本在200A 以下。
此段时间为电弧扩展阶段。
进入t 2时间段,焊接电流稳定升高,增大的电弧能量使得螺柱熔化量快速增加。
液态金属的下垂使得焊接电压有轻微的减小。
此段时间可以定义为电弧充分燃烧阶段。
总体来说,螺柱在提升高度燃烧稳定。
螺柱送进阶段,可以分为有弧时间和无弧时间。
图中所示t 3时间段表明,螺柱在开始送进阶段,电弧仍旧正常燃烧。
经过一段时间后,焊接电流急剧升高,而电压降到不足以维持电弧燃烧。
此时处于无弧状态,直到焊接过程结束。
与无保护步进式电弧螺柱焊过程相比,套圈保护步进式电弧螺柱焊过程具有以下特点。
(1)在套圈保护步进式电弧螺柱焊过程中,电弧燃烧稳定,短路现象明显减少。
出现这种情况的原因主要是因为套圈保护情况下电弧对接头处加热集中,磁偏吹现象减少,造成焊接工件熔深较大,这就使得焊接电弧增长,短路次数自然减少。
对于套圈保护的焊接过程,短路现象依旧存在,只是短路次数或总的短路时间会大幅度降低。
正常情况下,短路会发生在电弧燃烧阶段后期或螺柱送进阶段初期,因为此时螺柱端部熔化金属量达到一个较大值。
图4所示焊接过程在电弧燃烧阶段后期存在大约10ms 的短路,图5所示的焊接过程在螺柱送进阶段存在短暂时间的短路现象。
需要说明的是,此短路指的是发生在电弧完全熄灭之前的短路。
(a )焊接电流采样(b )焊接电压采样图5 螺柱送进阶段出现短路的焊接过程波形・4691・(2)在套圈保护步进式电弧螺柱焊过程中,螺柱送进过程的无弧时间明显少于无保护焊接过程。