华南理工大学黄石生课题组[24]建立焊接机器人的双丝焊接平台,发现了焊接电弧的熔滴过渡与焊丝之间的干伸长影响不大,与电弧电源的时间常数有密切关系。因为弧长导致的微小干扰,那么焊接过程将会回到一个不同的工作点。而如果是由于焊丝干伸长所导致的微小干扰,那么将会回到和原来一样的工作点。最后得到,针对焊缝成形和熔滴过渡来说,双脉冲交替的模式要比随机的模式要好,随机的模式要比同步模式要好。
天津大学丁雪萍,李桓等人[25]基于流体力学相关软件FLUENT展开了GMAW双丝电弧行为和熔滴过渡和激光+GMAW双丝焊焊接过程的研究,并且构建了光谱多信息融合测试分析的系统,电信号,和高速摄像系统,验证了数值模拟结果,证实了焊接参数对电弧行为和熔滴过渡影响规律。在双丝焊的研究中,主要研究了双丝间距、焊接电流、等流和非等流还有保护气体流量对电弧行为的影响。对GMAW双丝焊熔滴过渡进行研究,在数值分析结果中发现由于电弧之间的电磁力的影响使得单丝焊呈轴向熔滴过渡而双丝焊呈非轴向熔滴过渡,双丝表面的热流密度与双丝之间的间距有关,当双丝间距较大时要对热源模型进行修正。
(2)双丝GMAW焊接的国外研究现状
在电弧干扰方面,日本T.Ueyama等人[26-28]做了关于双丝熔化极脉冲气体保护焊P-GMAW和双丝熔化极保护焊的诸多研究工作。结果发现,双丝间距很小时,双丝之间的熔池比较小,电弧之间很容易受到干扰;当双丝间距比较大的时候,所形成的熔池比较大时,焊接过程相对稳定。根据试验所得到的数据显示,焊缝成型良好并且电弧之间不容易受到干扰的焊丝之间的间距为9-12mm之间。保护气成分的配比对电弧之间的干扰也有很大的影响,当CO2气体的体积分数大于10%的时候,随着体积分数的上升电压反常增大和电弧中断的次数逐渐增多;当CO2气体体积分数小于5%时,就不会出现电压反常增大和电弧中断的现象。
美国密歇根大学Wang等人[29]建立了GMAW熔滴过渡数值的分析模型,基于流体力学VOF算法包括焓理论,不仅说明了相变和热传递现象,而且描述了重力,表面张力和电磁力对过渡频率和熔滴过渡的影响规律。这个模型已经被用来研究熔滴震荡情况,焊丝端部熔化情况以及它们在熔滴过渡过程中的影响规律。文章证明了熔滴喷射过渡过程中圆锥状焊丝端部的形成焊丝未熔化区域的热输入有很大的关系,这种圆锥状的端部会影响熔滴过渡到喷射过渡的转变,表现为熔滴过渡过程中的稳定性变差。