電弧物理與現(xiàn)代弧焊方法

課內(nèi)試驗材料成型及控制工程專業(yè)1602室王克鴻電弧物理與現(xiàn)代弧焊方法課內(nèi)試驗

1、弧長調(diào)節(jié)實驗

2、高效雙絲焊接實驗

一、實驗?zāi)康?/p>

1．熟悉掌握電弧焊弧長與電弧穩(wěn)定性的關(guān)系；2．熟悉掌握電弧焊弧長與焊接過程穩(wěn)定性和焊縫質(zhì)量的關(guān)系；3．熟悉實驗過程，掌握弧長變化和自動調(diào)節(jié)的規(guī)律；4．完成實驗報告實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗二、實驗內(nèi)容

1、實驗不同焊槍高度下，非熔化極電弧弧長變化特征；2、實驗斜坡焊接條件下，熔化極電弧弧長變化特征；3、實驗斜坡焊接條件下，熔化極電弧弧長調(diào)節(jié)過程；4、實驗?zāi)覆母叨韧蛔兒附訔l件下，熔化極電弧弧長調(diào)節(jié)過程；5、實驗?zāi)覆母叨韧蛔兒附訔l件下，非熔化極電弧弧長調(diào)節(jié)過程。實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗三、實驗儀器設(shè)備和材料

1、實驗平臺：機器人操作機2、設(shè)備：TPS逆變MIG焊設(shè)備、WAVE3000PTIG焊設(shè)備；3、儀器儀表：示波器、電流、電壓傳感器、參數(shù)傳感采集系統(tǒng)等；4、其他工具：減壓表、流量計、防護眼鏡、五金工具輔助工具等；5、試板：Q235等低碳鋼板；6、保護氣體（99.99%Ar氣）。實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗四、實驗原理

1、電弧電壓組成圖1、電弧電壓的組成實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗2、最小電壓原理

最小電壓原理：一定長度的電弧在穩(wěn)定狀態(tài)下，當(dāng)電流一定時，電弧弧柱直徑將保持一適當(dāng)值，以使電弧電壓處于最小狀態(tài)。實質(zhì)是在外界條件一定的情況下，電弧保持能量最低原則。

圖2、最小電壓原理實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗3、熔化極氣體保護焊細(xì)絲自身弧長自動調(diào)節(jié)原理圖3、弧長自動調(diào)節(jié)原理

實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗4、非熔化極氣體保護焊弧長調(diào)節(jié)原理非熔化極氣體保護焊弧長變化，陰極壓降和陽極壓降基本不變，弧柱壓降隨弧長增加而增加，即弧長直接改變了電弧電壓，弧長變化可通過弧壓變化檢測，同時弧長變化，電弧形態(tài)、尺寸和保護狀態(tài)也相繼發(fā)生不同程度的變化。實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗五、實驗方法和步驟

1．MAG焊弧壓調(diào)節(jié)實驗

在機器人試驗平臺采用TPS焊接設(shè)備和焊槍在Q235鋼板上施焊，采用1.2mm、H08Mn2SiA焊絲，80%Ar+20%CO2氣體；1）弧壓變化實驗改變電弧電壓和焊槍高度，記錄電弧電壓、電流波形，觀察弧長變化，分析電弧弧長變化過程和電弧特性，弧壓變化范圍15-27V。

實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗2）斜坡焊接實驗采用300斜坡工件，初始焊槍高度20mm，上坡焊接，記錄電弧電壓、電流波形，觀察弧長變化，分析電弧弧長變化過程和電弧特性。3）突變動態(tài)調(diào)節(jié)實驗采用板搭接，上板厚分別為3mm、5mm，上跳焊接，記錄電弧電壓、電流波形，觀察跳弧過程，分析電弧弧長、弧壓、電流、電弧運動等變化過程，并結(jié)合電弧電壓、電流波形分析跳弧行為。實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗2．MIG焊弧壓調(diào)節(jié)實驗在機器人試驗平臺采用TPS焊接設(shè)備和焊槍在Q235鋼板上施焊，采用1.2mm、H1Cr18Ni9Ti焊絲，80%Ar+5%CO2氣體；1）弧壓變化實驗改變電弧電壓和焊槍高度，記錄電弧電壓、電流波形，觀察弧長變化，分析電弧弧長變化過程和電弧特性，弧壓變化范圍23-35V。實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗2）斜坡焊接實驗采用300斜坡工件，初始焊槍高度26mm，上坡焊接，記錄電弧電壓、電流波形，觀察弧長變化，分析電弧弧長變化過程和電弧特性。3）突變動態(tài)調(diào)節(jié)實驗采用板搭接，上板厚分別為5mm、8mm，上跳焊接，記錄電弧電壓、電流波形，觀察跳弧過程，分析電弧弧長、弧壓、電流、電弧運動等變化過程，并結(jié)合電弧電壓、電流波形分析跳弧行為。實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗3．TIG焊弧壓調(diào)節(jié)實驗

在機器人試驗平臺采用WAVE3000、PTIG焊接設(shè)備和焊槍在1CrNi18Ni9Ti不銹鋼板上施焊，采用1.2mm、H1Cr18Ni9Ti焊絲，Ar氣體；

1）弧壓變化實驗改變焊槍高度，記錄電弧電壓、電流波形，觀察弧長變化，分析電弧弧長變化過程和電弧特性，弧壓變化范圍10-20V。

實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗

2）斜坡焊接實驗采用300斜坡工件，初始焊槍高度15mm，上坡焊接，記錄電弧電壓、電流波形，觀察弧長變化，分析電弧弧長變化過程和電弧特性。

3）突變動態(tài)調(diào)節(jié)實驗采用板搭接，上板厚分別為2mm、5mm，上跳焊接，記錄電弧電壓、電流波形，觀察跳弧過程，分析電弧弧長、弧壓、電流、電弧運動等變化過程，并結(jié)合電弧電壓、電流波形分析跳弧行為。實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗4．設(shè)備使用規(guī)程1）掌握試驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)、使用方法和規(guī)程；2）掌握機器人實驗系統(tǒng)的組成、使用方法和規(guī)程；3）按照規(guī)程操作。實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗六、實驗報告要求

1．實驗報告采用南京理工大學(xué)實驗報告專用紙張2．實驗報告中需要包含的實驗結(jié)果和分析1）電弧長度變化時電流、弧壓的變化規(guī)律和特征；2）電弧長度均勻變化時電流、弧壓的變化規(guī)律和特征；3）電弧長度急劇變化時電流、弧壓的變化規(guī)律和特征；4）分析探討跳弧過程，總結(jié)歸納其規(guī)律。5）實驗中出現(xiàn)的誤差和其它異?，F(xiàn)象的分析和討論。實驗一、弧長調(diào)節(jié)實驗一、實驗?zāi)康?/p>

1．熟悉掌握雙絲脈沖PMIG焊接電弧特點，雙絲加熱焊接的工藝優(yōu)勢；2．熟悉掌握PMIG熔滴過渡和工藝參數(shù)設(shè)計特征；3．熟悉掌握雙絲PMIG焊接工藝參數(shù)的設(shè)計選擇；4．完成實驗報告實驗二、高效雙絲焊接實驗二、實驗內(nèi)容

1、雙絲脈沖PMIG焊接雙弧加熱特點實驗；2、雙絲PMIG熔滴過渡和電流波形特征實驗；3、雙絲PMIG高速焊接工藝實驗；4、雙絲PMIG焊接熱影響區(qū)對比試驗；5、雙絲PMIG焊接變形對比試驗；實驗二、高效雙絲焊接實驗三、實驗儀器設(shè)備和材料

1．實驗平臺：雙絲自動焊接實驗平臺2．設(shè)備：開關(guān)模塊式雙絲PMIG焊電源、送絲機、協(xié)同器；3．儀器儀表：記憶示波器、雙綜示波器，電流、電壓傳感器、參數(shù)傳感采集系統(tǒng)等；4．其他工具：減壓表、流量計、防護眼鏡、五金工具輔助工具等；5．試板：鋁合金板，1.6mm鋁合金焊絲；6．保護氣體99.99%Ar氣。實驗二、高效雙絲焊接實驗四、實驗原理

1、雙絲PMIG焊的原理

圖1、

雙絲PMIG焊接原理圖

實驗二、高效雙絲焊接實驗圖2雙絲焊槍和雙弧照片

實驗二、高效雙絲焊接實驗2、雙絲PMIG焊具有的特點

（1）焊接速度高（2）焊接質(zhì)量高（3）熱影響區(qū)和焊接變形小

實驗二、高效雙絲焊接實驗五、實驗方法和步驟

1、雙絲脈沖PMIG焊接雙弧加熱、熔滴過渡和電流波形特征實驗在雙絲PMIG自動焊接實驗平臺上，連接焊接參數(shù)測試系統(tǒng)，包括電流、弧壓傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、計算機，傳感檢測電流和弧壓波形，改變雙絲焊接電流，分析不同條件下，電流、弧壓波形變化特征，分析雙絲焊接加熱、過渡特征。實驗二、高效雙絲焊接實驗在雙絲PMIG自動焊接實驗平臺上，進行鋁合金雙絲高速焊接實驗，采用6-8mm防銹鋁合金及與之相對應(yīng)的Φ1.6mm焊絲，600V型坡口，設(shè)計三組以上焊接工藝，對比試驗焊接成型，優(yōu)選最佳焊接工藝及參數(shù)，焊接速度大于90cm/min，完成高速焊接工藝實驗。2、雙絲PMIG高速焊接工藝實驗實驗二、高效雙絲焊接實驗3、雙絲PMIG焊接熱影響區(qū)和變形對比試驗在雙絲PMIG自動焊接實驗平臺上，進行鋁合金雙絲高速焊接實驗，采用6-8mm防銹鋁合金及與之相對應(yīng)的Φ1.6mm焊絲，600V型坡口，并采用同樣母材條件進行單絲PMIG焊接工藝試驗，對比雙絲、單絲焊接變形的大小，在試板上切取3快試樣，對比分析雙絲與單絲熱影響大小。實驗二、高效雙絲焊接實驗4．設(shè)備使用規(guī)程掌握試驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)、使用方法和規(guī)程；掌握雙絲PMIG自動焊接實驗平臺的組成、使用方法和規(guī)程；掌握雙絲PMIG焊工藝參數(shù)測試方法；按照規(guī)程操作。實驗二、高效雙絲焊接實驗六、實驗報告要求