第二，新型脈沖MIG 熔化極惰性氣體保護(hù)焊 的開發(fā)應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)快速脈沖壓縮電弧焊接工藝提供了技術(shù)支持。研究證實(shí)，采用新型脈沖惰性氣體保護(hù)焊機(jī)，應(yīng)用20％CO2＋80％富氬氣體保護(hù)，實(shí)現(xiàn)快速脈沖壓縮電弧焊接工藝是解決高強(qiáng)鋼高品質(zhì)焊接的有效途徑。

　　脈沖壓縮電弧噴射速度高，電流密度大、熱損失小、穩(wěn)定性強(qiáng)、熔深大，適合高品質(zhì)焊接，特別適合高強(qiáng)度細(xì)晶粒鋼的焊接。采用MIG的主要優(yōu)點(diǎn)有兩個(gè)：一是可以在很低的電流下實(shí)現(xiàn)射流過渡。在普通直流MIG條件下，要在250安培以上電流才能實(shí)現(xiàn)射流過渡，而采用新型脈沖MIG在60安培的電流下即可實(shí)現(xiàn)射流過渡，可以獲得TIG（惰性氣體鎢極保護(hù)焊）的高質(zhì)量和MIG的高效率的雙重優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)快速脈沖壓縮電弧，獲得綜合性能良好的焊接接頭。

　　譬如，某廠進(jìn)行Q420GJB的高速焊接試驗(yàn)研究工作時(shí)，采用了目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的新型脈沖MIG無(wú)飛濺焊機(jī)，其結(jié)果是高速射流過渡無(wú)飛濺、焊縫成型美觀、焊接HAZ熔深大、可全位置焊。在電源上采用了全橋軟開關(guān)結(jié)構(gòu)與數(shù)字控制相結(jié)合的方式，達(dá)到快速控制熔滴過渡過程的目的。高頻脈沖實(shí)現(xiàn)一脈一滴的溶滴過渡，由于脈沖頻率很高，一脈一滴的射流速度很高，在大氣壓下形成強(qiáng)大的壓差，速度越高，壓差越大，對(duì)射流電弧和熔滴進(jìn)行有效的壓縮，從而形成電流密度極高的壓縮電弧，進(jìn)而提高了焊接HAZ熔深。這種焊接方式減少了母材的熱輸入，可以獲得溶寬均勻、美觀的紋狀焊縫，還增加了溶池的攪拌作用，將金屬內(nèi)形成的氣泡等缺陷的因素排除，同時(shí)細(xì)化了焊縫晶粒，降低了裂紋敏感性，提高了焊縫的整體質(zhì)量。

　　第三，采用新型無(wú)鍍銅焊絲ER50 6和20％CO2＋80％富氬保護(hù)氣體。與鍍銅焊絲相比，GMAW 熔化極氣體保護(hù)焊 無(wú)鍍銅焊絲的飛濺更小，同時(shí)在焊縫外觀上最直接的表現(xiàn)是其焊縫的潤(rùn)濕性更好，焊縫更加平滑，而鍍銅焊絲焊縫金屬凸起。因此，無(wú)鍍銅焊絲焊接后的成型更加美觀、光潔性好，無(wú)鍍銅焊絲焊接出來的焊縫更加白亮。無(wú)鍍銅焊絲導(dǎo)電性能好，試驗(yàn)使用、工程試用中沒有出現(xiàn)因?qū)щ妴栴}而產(chǎn)生的斷弧；在小電流工況下優(yōu)勢(shì)尤為突出。浙江精工鋼結(jié)構(gòu)集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱精工鋼構(gòu)）的焊接實(shí)驗(yàn)證實(shí)，采用GMAW方法，在焊接電流80安培時(shí)，GMAW無(wú)鍍銅焊絲焊接穩(wěn)定性大大好于GMAW鍍銅焊絲。因?yàn)?，GMAW無(wú)鍍銅焊絲化學(xué)膜不耐壓，在不到10伏特電壓下就被擊穿，因此，導(dǎo)電性能好于GMAW鍍銅焊絲。

　　與GMAW鍍銅焊絲相比較，GMAW無(wú)鍍銅焊絲焊接工藝性能良好，焊接時(shí)產(chǎn)生較低的飛濺和煙霧，焊縫成形性良好。GMAW無(wú)鍍銅焊絲徹底解決了焊絲的生產(chǎn)和使用環(huán)節(jié)的銅污染問題。排除了對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)焊工的身體影響的大部分因素。

　　根據(jù)采用新型脈沖焊機(jī)的需要和研究方向，采用了20％CO2＋80％富氬氣體雙元?dú)怏w作為試驗(yàn)的保護(hù)氣體。上述組合，實(shí)現(xiàn)了焊接優(yōu)良資源的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，形成了目前高強(qiáng)鋼焊接的前沿技術(shù)。

　　三、快速脈沖壓縮電弧進(jìn)行焊接、對(duì)比試驗(yàn)

　　為了證實(shí)快速脈沖壓縮電弧焊接工藝是目前高強(qiáng)鋼焊接最佳工藝之一，精工鋼構(gòu)選擇了GMAW焊接工藝做對(duì)比試驗(yàn)。他們采用同一設(shè)備、同一焊材、同一焊接規(guī)范進(jìn)行對(duì)比，快速脈沖壓縮電弧焊接工藝幾乎沒有飛濺，且焊縫成型良好、觀感幾乎同100％富氬焊接一樣。

　　熔敷效率對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明，該技術(shù)提高了焊接接頭的綜合性能，為高強(qiáng)鋼動(dòng)載焊接提供了技術(shù)支持。

　　快速脈沖壓縮電弧焊接工件力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果表明，Q420GJB沖擊溫度的技術(shù)要求為200C、34焦；試件的沖擊溫度為 300C、均超過100焦；這一結(jié)果證實(shí)，焊接接頭綜合性能好于傳統(tǒng)GMAW工藝。

　　綜上所述，該技術(shù)有3點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

　　一是此綜合技術(shù)是優(yōu)良資產(chǎn)的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，其研究工作指導(dǎo)思想值得推廣應(yīng)用；

　　二是由于該項(xiàng)技術(shù)具有無(wú)飛濺、焊接HAZ熔深大、焊接效率高、焊接接頭力學(xué)性能優(yōu)良、可靠等特點(diǎn)，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值；

　　三是快速脈沖壓縮電弧焊接工藝適合機(jī)器人自動(dòng)焊。

四、快速脈沖壓縮電弧立下進(jìn)焊接工藝的研究

　　在高強(qiáng)鋼焊接操作技術(shù)中，目前廣泛使用多層多道錯(cuò)位焊接技術(shù)，筆者認(rèn)為，該技術(shù)不完整。因?yàn)?，在立焊位置從下向上焊接只能用擺動(dòng)技術(shù)，而目前世界上只有立下進(jìn)焊條，無(wú)立下進(jìn)焊絲；所以，無(wú)論機(jī)器人或者人工操作只能擺動(dòng)。在立焊條件下，焊接速度慢，HAZ高溫停留時(shí)間長(zhǎng)。因此，在“鳥巢”鋼結(jié)構(gòu)焊接工程中，相比之下，立焊的力學(xué)性能最差。

　　所謂多層焊技術(shù),不是一次成型，而是多層成型，焊接運(yùn)條手法允許擺動(dòng)，焊接厚度一般不控制，適合低碳鋼厚板焊接。多層多道焊就是在多層焊的基礎(chǔ)上，焊接手法上不允許擺動(dòng)。多層多道錯(cuò)位焊接技術(shù)就是在多層多道焊接技術(shù)的基礎(chǔ)上，加入焊接接頭每一道次錯(cuò)位連接，即：接頭不在一個(gè)平面內(nèi)，通常錯(cuò)位50毫米以上。

　　第一，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，快速脈沖壓縮電弧立下進(jìn)焊接試驗(yàn)結(jié)果表明，立下進(jìn)的焊接速度比向上立焊快兩倍以上、蓋面速度可趕上自動(dòng)焊平焊速度，值得推廣。

　　第二，快速脈沖壓縮電弧立下進(jìn)焊接試驗(yàn)結(jié)果表明，應(yīng)用快速脈沖壓縮電弧立下進(jìn)焊接技術(shù)試件熔深符合強(qiáng)韌性要求。

　　第三，快速脈沖壓縮電弧立下進(jìn)焊接試件力學(xué)性能檢測(cè)結(jié)果表明，焊接HAZ（熱影響區(qū)域）熔深大，焊接接頭力學(xué)性能不會(huì)差。

　　綜上所述，本次試驗(yàn)的結(jié)論如下：

　　一是應(yīng)用快速脈沖壓縮電弧進(jìn)行立下進(jìn)焊接，是應(yīng)用技術(shù)上的一項(xiàng)突破，豐富、完善并發(fā)展了“多層多道錯(cuò)位焊接技術(shù)”，推動(dòng)了技術(shù)進(jìn)步；

　　二是快速脈沖壓縮電焊立下進(jìn)焊接技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)焊接HAZ較大的熔深、較高的焊接速度。優(yōu)秀的力學(xué)性能，完全可以取代向上擺動(dòng)立焊技術(shù)，具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值；

　　三是快速脈沖壓縮電弧立下進(jìn)焊接技術(shù)適合機(jī)器人自動(dòng)立下進(jìn)焊。（完）

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