低变形筒形件等离子焊接技术研究(3)
1.3 等离子弧焊的主要工艺参数
等离子弧焊的主要焊接工艺参数有焊接的电流、电弧的电压、焊接的速度、孔道外弧的长度喷嘴距离、钨极内缩的长度、孔道的长度、等离子的气种类及流量、保护气的种类及流量、压缩喷嘴、喷嘴孔道的直径[6]。
1.4 等离子焊接工艺参数的影响
(1)喷嘴几何形状尺寸、钨极材料及尺寸 喷嘴的几何形状尺寸是获得可靠、稳定的穿孔等离子弧焊接过程的基本保证，也是影响焊接质量最为敏感的参数条件。其中喷嘴直径d与孔道长度z是最主要的两个参数如图1。本焊机钨极材料选用铈钨作为阴极，具有很高的热电子的发射能力，钨极烧损程度低，没有放射性，是替代钍钨极的理想材料[7]。
(2)钨极内缩量 钨极内缩量是指钨极端头到喷嘴口的距离，通常应与喷嘴孔道长度相等或稍短(约短O．1～0．3 mm)，该参数对焊缝成形、电弧穿透力都有非常显著的影响。钨极内缩长度增加使得等离子弧的更为的集中，因此达到相同熔透所需的焊接电流可适当的减小，或者焊接速度可相应的提高。但内缩量过大，将会造成引弧困难和焊接过程失稳。
(3)离子气体成分及流量 本次实验采用纯氩作为离子气。离子气流量的大小直接影响焊缝的熔深和焊缝成形情况。流量过小，等离子弧穿透力不够，不能形成小孔焊接，导致焊缝表面粗糙；流量过大，会形成切割；一般情况下，离子气流量不会影响焊缝的正面宽度，但对焊缝背面宽度的影响较敏感。
(4)焊接电流 在等离子弧焊中，焊接电流是一个重要的工艺参数。要是焊接电流过小，则导致焊接能量输入不足，导致电弧不稳定使小孔过小，甚至会导致“小孔效应”消失，引起焊缝未焊透，焊缝成形情况差，焊缝表面粗糙；电流过大，则输入能量大使小孔变大，导致焊缝下榻甚至焊穿；电流要是太大会引起双弧严重的话会烧坏焊枪。喷嘴尺寸确定后，焊接电流会有一个适宜的变化范围。
(5)焊接速度 焊接速度是影响焊缝质量的重要焊接参数之一，在其他焊接参数不变的情况下，提高焊接速度，焊接热输入量随之减少。选择合适的焊接接头取决于离子气流量和焊接电流。随着焊接速度的提高，应相应的增加焊接电流，以保持合适的热输入，从而才能得到成型良好的焊缝。
(6)喷嘴至工件高度 等离子弧焊接过程中，由于电弧挺度高，所以喷嘴至工件的高度这一参数对焊接结果的影响不是很敏感，但当高度过小时，焊缝较窄，容易形成咬边，高度过大则会影响等离子电弧的穿透力，并影响焊缝成形质量。本次实验喷嘴到工件的距离为3—5mm。
(7)保护气体成分及流量 本实验保护气体采用空气，除了离子气对焊缝成型有较大影响，保护气体对焊接质量的影响也不容小觑。保护气体的流量大小对焊缝的成形和表面的氧化颜色会产生一定的影响。保护气体的成分与流量成分取决于待焊的材料、所焊工件的厚度更取决于对所焊焊缝具体的质量要求。等离子离子所特有的喷嘴，产生了孔道外弧长。外弧长越大所需的保护气体流量越大，反之则越小。本次实验焊接的板材低碳钢Q235,，适用的气体流量为10-20L/min[8]。
1.5 等离子焊接及机器人焊接的研究现状
1.6 本课题研究内容 论文网
本课题主要针对筒形悬浮装置具有的特殊结构，利用3mm碳钢板堆焊，搭接T型角焊缝形式，采用等离子弧焊焊接方法，基于机器人自动焊接工作站，探讨等离子焊接工艺参数的过程控制技术，研究薄壁筒形件两种不同工艺方法的最佳焊接工艺参数。具体研究内容如下：
上一篇：智能金属板坯微冲击挤压工艺研究