电弧辅助活性TIG焊焊枪设计及焊接工艺实验

【摘要】电弧辅助活性TIG焊,简称AA-TIG(ArcassistedActivatingTIGWelding)是一种结合活性TIG焊和双钨极氩弧焊接优点的一种高效焊接方法。其特点在于焊接时二钨极平行至于焊枪内由两台独立电源供电,形成耦合电弧,引入一定量活性气体如02,可获得熔深显著增加的焊缝形貌。本文选取母材为S30408不锈钢进行电弧辅助活性TIG焊工艺实验,主电弧采用纯氩气保护,辅助电弧采用一定量氧气和氩气的形式保护,主电弧电流值大于辅助电弧电流值,单道次焊缝熔深可达到11.06mm,深宽比可达到1.3以上,相比于普通TIG焊生产效率至少达到5倍以上。本文研究主要内容包括四方面：一、设计制造适用于该焊接法技术特征的焊枪；二、观察电弧辅助活性TIG焊电弧形貌特征；三、研究适用电弧辅助活性TIG焊对焊8mm厚S30408不锈钢焊接工艺,研究钨极间距、弧长、活性气体引入量和电流大小等对焊缝形貌的影响规律获取较好的焊接参数。四、研究焊接主要参数对对接焊缝力学性能的影响。焊枪做为实现焊接过程的重要部件,首先对焊枪进行设计制造,设计要点主要有：两个钨极间相互绝缘,由不同电源提供电流,满足不同程度的电弧耦合；包含两个独立气室,满足不同成分的保护气体对主辅电弧的保护；钨极间距可实现在1mm至12mm间进行无极调节。通过数值模拟分析保护气体在焊枪内的流动行为和组分,进一步优化焊枪结构。通过自行设计制造的焊枪进行电弧形貌观察和对接实验。获取电弧形貌图像分析得出,电弧辅助活性TIG焊耦合电弧不同于普通TIG焊电弧形貌的钟罩形,在二钨极之间下方形成一个明显收缩的“变态”电弧。耦合电弧随着电流分配而靠近于大电流一侧钨极。进行电弧辅助活性TIG焊工艺实验,通过对比普通TIG焊、双钨极TIG焊和电弧辅助活性TIG焊焊缝表面成型和焊缝截面,得出由于电弧辅助活性TIG焊综合了活性TIG焊和双钨极氩弧焊的优点,活性TIG焊能显著增加焊缝熔深和双钨极氩弧焊的电弧压力小,焊缝表现出表面成型良好和熔深较大的特点；通过电弧辅助活性TIG焊点焊实验,研究点焊时间、弧长和电流配比对焊缝成型的影响。通过力学性能测试了电弧辅助活性TIG焊针对S30408不锈钢的对接接头性能,进行了室温下的拉伸实验和-40℃时的低温冲击韧性。实验结果表明,焊接接头的抗拉强度和低温冲击韧性都略低于母材值。参照相应标准进行判定显示,经电弧辅助活性TIG焊的S30408不锈钢焊接接头性能合格。检测对接接头的耐腐蚀性能,结果显示达到焊接接头未出现晶间腐蚀裂纹,达到了国家标准GB/T4334-2008E法的检测要求。检测焊接接头的塑性,通过背弯面弯实验,未发现有裂纹出现。本论文通过工艺实验和接头相关性能的实验,表明自行设计的电弧辅助活性TIG焊焊枪能够达到焊接工艺参数的要求,电弧辅助活性TIG焊明显的改善了普通TIG焊的焊接熔深浅效率低,改变了活性TIG焊需要涂覆活性剂的工序,易于实现自动化的活性焊接。该方法在设备上沿用了普通TIG焊接设备,只改变了焊枪,生产成本低,有很好的发展前景。
【作者】包有宇；
【导师】樊丁；雷万庆；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料工程，2014，硕士
【关键词】电弧辅助；接头性能；工艺研究；深宽比；

【参考文献】
[1]段培永,陈绍东,邵惠鹤.基于网点的自学习模糊逻辑系统[J].控制与决策,1998,05:28-32.
[2]李瑛.新审查起诉程序实践运行状况研究[D].中国社会科学院研究生院,司法制度（专业学位）,2014,硕士.
[3]杜社会.国家法律人才计划与民族地区人才需求——试论民族地区卓越法律人才类型的培养[J].河北法学,2014,08:133-139.
[4]郭立新.柴油机缸内流场三维数值模拟计算[D].大连理工大学,动力机械及工程,2004,硕士.
[5]马颖,安博星.铜纳米粒子—石墨烯复合材料的制备[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第33分会：纳米材料合成与组装[C].中国化学会:,2014:1.
[6]侯东杰.益赛普与柳氮磺胺吡啶治疗强直性脊柱炎的系统评价[D].兰州大学,外科学（专业学位）,2014,硕士.
[7]陈亮,顾传青,郑林.非线性方程的数值迭代法及其半局部收敛性[J].数学进展,2014,04:481-495.
[8]王凯,项斌,施佳琪.对甲苯亚磺酸合成工艺的改进[J].浙江化工,2013,06:34-36.
[9]胡艳娥.武钢ERP系统实施研究[D].华中科技大学,2004.
[10]王江,刘英怀,林东成,张宏,孙莹.断块油田勘探早期油藏描述[J].石油地球物理勘探,1999,04:398-407+490.
[11]喻卫.几类优美图的研究[D].华东交通大学,运筹学与控制理论,2014,硕士.
[12]任丽娟.内蒙古大兴安岭天然樟子松群落结构特征与碳储量研究[D].内蒙古农业大学,水土保持与荒漠化防治,2013,硕士.
[13]蒋渭婧.我国地方附加养老保险可行性研究[D].西北大学,社会保障,2014,硕士.
[14]郭盛祺.基于2，5，2’，5’-联苯四甲酸配体构筑的磁性与荧光配合物的研究[D].东北师范大学,分析化学,2012,硕士.
[15]米昂.结合影响力分析的微博舆情溯源研究[D].北京交通大学,2015.
[16]魏子忠.强制分配股利制度研究[D].天津大学,经济法学,2013,硕士.
[17]陈亮.电力系统分布式动态状态估计研究[D].华北电力大学,电力系统及其自动化,2014,博士.
[18]尤金锑.开征个人住宅房产税对房地产市场的影响[D].华侨大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[19]付雪.性别视角下中国西南少数民族身体装饰习俗研究[D].武汉纺织大学,设计艺术学,2013,硕士.
[20]刘春艳.嫩江下游二龙涛灌区地下水总量控制管理研究[D].黑龙江大学,水利工程,2013,硕士.
[21]张廷香,时念云.基于多深度概念树与遗传算法的数据挖掘技术研究[J].微计算机应用,2005,05:530-533.
[22]霍雁平.哈维·威利与美国食品药品联邦监管的缘起[D].内蒙古师范大学,专门史,2013,硕士.
[23]张玖艳.基于生命周期费用视角的公务车最优更新期决策研究[D].长安大学,会计学,2013,硕士.
[24]林艳兰.阳江市气象灾害应急管理体系建设研究[D].华南理工大学,公共管理（专业学位）,2014,硕士.
[25]康东.基于项目教学的课程管理系统的设计和实现[D].中山大学,软件工程,2013,硕士.
[26]李凯.基于JSP的磁致伸缩换能器Web电气模拟系统[D].广东工业大学,检测技术与自动化装置,2004,硕士.
[27]汪振东.高速飞行物体速度与空间位置测量[D].南京理工大学,光学工程,2013,硕士.
[28]王清峰.非结构性物质对水稻产量及再生性的影响[D].海南大学,作物栽培学与耕作学,2014,硕士.
[29]兰天瑶.《三四郎》中人物细节描写的汉译比较[D].吉林大学,翻译,2014,硕士.
[30]赵玉环.幼儿在童话阅读中想象的现象学研究[D].宁波大学,课程与教学论,2014,硕士.
[31]杨婷婷.采捕后活品虾夷扇贝（Patinopecten yessoensis）的风味变化[D].大连海洋大学,食品科学,2014,硕士.
[32]张振.基于顾客让渡价值模型的医院营销探析[D].中南民族大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[33]姚莉莎.1909-1937年中华护士会在华事业初探[D].首都师范大学,中国近现代史,2013,硕士.
[34]孟宪伟.中学生家长与教师冲突关系研究[D].长春工业大学,社会学,2013,硕士.
[35]王德进.线性不确定系统多目标鲁棒保代价控制[J].控制与决策,2004,03:327-330.
[36]王俊峰.煤地下自燃时覆岩中氡气运移规律及应用研究[D].太原理工大学,2010.
[37]余黄生.最优（v，｛3，5｝，1，Q）-OOCs的组合构造[D].广西师范大学,基础数学,2013,硕士.
[38]吴树梁.兆瓦级风电齿轮箱故障监测及分析[D].山东大学,机械工程（专业学位）,2012,硕士.
[39]王新亭.复合染料及其双膜片敏化工艺研究[D].燕山大学,化学工程,2012,硕士.
[40]邱波.模糊词语正确解码和灵活运用探究[D].大连海事大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[41]乌云那日苏.《蒙古秘史》中有关躯体词的研究[D].内蒙古大学,中国少数民族语言文学,2013,硕士.
[42]黄凯.安踏公司发展战略研究[D].华侨大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[43]苏中堂,陈洪德,徐粉燕,魏柳斌,李洁.鄂尔多斯盆地马家沟组白云岩地球化学特征及白云岩化机制分析[J].岩石学报,2011,08:2230-2238.
[44]张波.硫正极复合材料的研究进展[J].广州化工,2012,14:52-53+68.
[45]邓洁琼.当代大学生社会理想现状分析与教育对策[D].广西师范大学,马克思主义理论与思想政治教育,2003,硕士.
[46]王蓉霞.传统司法的论证风格[D].河北经贸大学,法学理论,2013,硕士.
[47]李琼.基于图像匹配的目标跟踪算法研究[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2012,硕士.
[48]辛娜娜.木荷家系遗传及其育种亲本特性的研究[D].华中农业大学,林学,2014,硕士.
[49]刘玉强.和谐社会视域下农村未成年人道德教育研究[D].山东师范大学,思想政治教育,2013,硕士.
[50]贾垒.CPN模型驱动的云测试生成研究[D].内蒙古大学,计算机科学与技术,2014,硕士.