鈦的焊接一般采用鎢極惰性氣體焊(TIG)方法,但是為了加快焊接速度以提高作業效率,采用電極絲自體熔融的熔化極惰性氣體保護焊(MIG)方法較為有利。但由于鈦的熱傳導率低,在鈦電極絲通電時由于電弧熱及焦耳熱,焊絲易燃,使電弧長度變長,另外鈦易氧化和氮化,因此必須用氬氣保護。這樣,在基材表面上不會生成氧化物,但是會導致陰極點不穩定,電弧也不穩定,最終導致MIG焊縫為蛇形。在對焊板厚5 mm以下的薄板時,在保證不焊穿的條件下,確保足夠的熔敷量是很困難的。為此探討了鈦的MIG焊接時,縮短電弧長度的方法,同時提出了一種通過移動焊槍來增加熔敷量,從而得到良好焊縫的新的焊接方法。
在焊槍后方固定CCD相機,拍攝焊接時的熔池及其后的焊坑形貌,以獲取熔池寬度變化及焊縫寬度等信息。為了控制電弧長度,采用了具有非線性特征的焊接電源,相應于焊接電流的大小其電源電壓是非線性變化的,使焊槍與基材間電壓和焊接電流呈脈沖波形,由電弧自的身控制而使電弧長度保持基本恒定。對該電源適合的電流值進行了試驗。CCD相機觀察表明,當采用70 A焊接電流時,電弧不穩定;而采用300 A焊接電流時,電弧穩定,因此將峰電流調整為300 A。在脈沖電流波形的1個脈沖時,從電極絲熔融滴下一個液滴的狀態為最好,因此為了保持較短的電弧長度,調整峰電流的脈沖寬度為2.5 ms。用脈沖MIG方法對焊1 mm厚的純鈦板時,為了不產生焊穿現象,將焊絲送進速度調至100 mm/s,焊接速度調至16.6 mm/s。這時CCD相機觀察表明,當電流在脈沖電流基值時,電弧會發生偏移,且熔敷量不足。為此提出了在焊接時將焊槍前后移動的折返式焊接方法。試驗了焊槍前進22 mm,然后后退12 mm的方案,其平均焊接速度為15 mm/s,獲得了足夠的熔敷量,且焊縫良好。









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