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新型柔性变极性等离子弧铝合金横焊技术研究
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:TG456[金属学及工艺—焊接]
  • 作者机构:[1]哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室,哈尔滨150001, [2]首都航天机械公司,北京100076
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51475105)
中文摘要:

针对中厚板铝合金横向焊接的技术需求和瓶颈问题,开展变极性等离子弧穿孔横焊技术的研究。以8 mm厚铝合金板为研究对象,进行常规变极性等离子弧穿孔横焊试验,发现横焊穿孔熔池很难建立。通过横焊穿孔熔池受力计算、熔化金属流动分析,探究问题产生的原因。推导出熔池背面小孔临界半径与表面张力、电弧力和重力之间的关系式。当受力状态满足关系式时,小孔熔池才能闭合、形成焊缝。依据上述理论,提出柔性变极性等离子弧。该电弧在保证穿孔前提下,通过降低电弧压力,增大小孔临界半径,促进了穿孔熔池的稳定建立。利用该技术实现了8 mm板厚2219铝合金的穿孔横向焊接,接头成形优良。焊前预热和表面氧化膜刮削可大幅度降低横焊接头气孔缺陷。

英文摘要:

Considering the imperative need of horizontal welding technology for aluminum alloys with medium thickness and its bottleneck problems, keyhole mode variable polarity plasma arc(VPPA) welding technology is studied. Ordinary VPPA horizontal welding experiments for aluminum alloy thickness 8 mm plates are carried out. It is found that the keyhole is very difficult to be established. The forces acting on keyhole and the fluid flow in weld pool are analyzed to seek the cause of the problem. An inequality equation is induced to describe the relationship of surface tension, arc pressure and the gravity. When the inequality equation is satisfied, the closure of keyhole can be achieved. Based on the above theory, a novel soft VPPA is proposed. Under the keyhole mode welding condition, the decrease of arc pressure makes the critical radius of keyhole on back side larger and promotes the stable establishment of keyhole. Using this novel technology, keyhole mode horizontal welding of 2219 aluminum alloy plates thickness 8mm is achieved and its weld formation is very good. Porosity welding defect can be eliminated mostly by preheating method and scraping oxide film before welding.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:58603