旋转电弧NG-GMAW焊接的研究现状(3)
时间:2017-04-14 16:00 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
图1 3 部分电弧偏摆方法[ ] 1.2.2.4 旋转电弧焊 （1）旋转射流窄间隙焊 上海交通大学周昀等人开发了旋转射流窄间隙焊接技术。该技术是以Ar、O2、和CO2的混合气体作为保护气，通过控制大焊丝伸出长度、送丝速度与电压获得稳定的旋转喷射过渡方式，从而达到电弧下载，实现一定间隙坡口内焊道与工件侧壁之间的良好熔合旋转射流技术工艺区间小[ ]。旋转射流窄间隙焊的焊接规范区间窄，对保护气的成分和比例要求较严格且成本较高，仅采用Ar+CO2时飞溅严重，且容易发生侧壁起弧，导致回烧。目前这种方法在实际应用的报道较少。 （2）高速旋转电弧窄间隙焊 高速旋转电弧焊炬的旋转机构[ ]通过电机驱动齿轮高速旋转，插入狭窄坡口中的电极喷嘴的做高速旋转运动，焊丝端部则呈偏心旋转，电弧则随之高速旋转。图1 4为日本的NKK研究所开发的自动高速旋转电弧焊系统。旋转半径取决于导电嘴的偏心角度和焊丝的伸出长度，旋转频率可以达到100Hz。由于焊丝不弯曲，避免了因弯曲焊丝上的折皱而造成电弧不规则摆动带来的问题。旋转电弧窄间隙焊对坡口精度和焊接工艺参数要求非常严格，却解决了导电咀的磨损、焊丝的材料特性的问题，还能避免使用弯曲的焊丝时电弧不规则摆动的现象。 NKK研究所采用高速旋转电弧焊电焊机和传统焊接方法（不旋转）在平板上焊接对比试验证明：焊丝的熔化率随旋转速度的提高而增大；采用高速旋转电弧焊时，焊道较平坦，较宽，随着电弧旋转速度的增大，这种特征变得更加明显[ ]。 图1 4 高速旋转窄间隙电弧焊炬 [ ] 传统的旋转电弧焊接系统使用电机驱动齿轮带动偏心导电嘴旋转，齿轮长时间使用会出现磨损而使焊接系统不稳定；由于导电杆自身旋转，焊接电源接入困难，电机馈电装置压力小，采用电刷接入，高速旋转情况下电刷磨损大且易造成导电不良；旋转电弧焊导电嘴高速自转，焊丝与导电嘴之间存在相对运动，导电嘴磨损极大，寿命很短，并且偏心导电嘴为非标准件，需要特殊制作，大大增加了焊接成本。 对此，江苏科技大学的王加友等人对旋转焊炬进行改进，研制出一种新型空心轴电机驱动的旋转电弧窄间隙焊接方法及装置（如图1 5）。该装置采用空心轴电机直接带动导电杆旋转，采用压紧弹簧使电刷与法兰台滑动配合，焊丝从电机轴的空心通过，省略了齿轮传动，提供了电弧旋转的稳定性，并采用一种新的导电嘴材料来提高导电嘴的耐磨性。装置结构简单耐用，精确切寿命长。通过研究控制旋转电弧的电弧旋转直径和旋转电弧速度，使得焊炬更小更轻，侧壁得到足够的熔深，达到焊接质量控制的目的，且明显地改善了窄间隙焊缝侧壁熔透，避免了接头底部指状熔深的出现，同时提高了焊接熔敷效率，但对于高速旋转电弧焊炬的电源接入困难、导电咀磨损大等缺点却没有实质性进展[ - ]。 图1 5 新型旋转电弧窄间隙焊炬 为了解决旋转电弧窄间隙焊枪中导电嘴磨损问题，哈尔滨工业大学对杨春利等人提出一种旋转电弧驱动装置的改进设计[ ]：在回转机构中将导电杆倾斜一个角度，即电机带动偏心套筒旋转，使导电杆以一调心轴承为支点进行旋转，焊丝通过导电嘴时随着导电嘴一起旋转，见图1 6。由于导电嘴与焊丝间没有相对运动，极大地减少了导电嘴的磨损；但是焊矩对坡口的装配精度要求较高，导电杆的摆动幅度调节不方便，需要很好的保证焊丝的位置，再加之导电杆和导电嘴的壁厚限制，电弧旋转幅度很小，偏心角度也较小。 (责任编辑：qin) |