超薄无缝铝管焊缝成形焊接质量控制研究
低频,当脉冲频率和脉冲基脉比固定时,随着脉冲占空比的增大,无缝铝管的无缝铝管焊缝变得越来越连续;高频,随着脉冲占空比的增大,无缝铝管焊缝宽度的均匀性变得越来越好。不同的脉冲参数下,0.1mmSUS321薄无缝铝管的脉冲 微束等离子弧无缝铝管焊缝宽度在0.36mm至0.68mm范围内变化,而无缝铝管焊缝厚度则围绕0.12mm上下波动。获得良好的无缝铝管焊缝成形质量的脉冲参数选择范围:占 空比:30%70%基脉比:0.190.73频率:50hz500hz通过对无缝铝管焊缝组织的金相分析知,无缝铝管焊缝物相组成为奥氏体,晶粒细小,为较均匀细小的等轴晶,或者等轴晶和柱状晶二者共存。脉冲频率、脉冲基脉比和脉冲占空比会 对无缝铝管焊缝组织细化产生影响。当占空比和基脉比固定不变,随着脉冲电流频率的增加,无缝铝管焊缝中心位置奥氏体晶粒大小有逐渐减小的趋势,且变得越来越均匀;当脉冲频 率和占空比固定时,无缝铝管焊缝中心位置奥氏体晶粒大小随基脉比的变化规律不明显;当脉冲频率和脉冲基脉比固定时,随着占空比的增大,无缝铝管焊缝中心位置奥氏体晶粒有逐 渐增大的趋势,且变得越来越不均匀。脉冲电流信号的失真度和脉冲上升/下降与无缝铝管焊缝成形有密切的关系。当脉冲电流信号的失真度增大时,无缝铝管焊缝宽度先减小后增大。无缝铝管焊缝厚度随失真度的增大基本保持不 变。当脉冲电流信号的上升沿增大时,无缝铝管焊缝宽度有逐渐减小的趋势。无缝铝管焊缝厚度随上升沿的增大基本保持不变。
通过测量和分析可知,无缝铝管焊缝脉冲电流信号的平均失真度随着脉冲频率的增大而增大。脉冲上升/下降沿也随着频率的增大而越明显。使用单因素实验方法,研究了脉冲电流的脉冲参数对无缝铝管焊缝成形的影响。分析表明:低频,当脉冲频率和脉冲占空比固定时,随着脉冲基脉比的增大,无缝铝管焊缝连续性变 得越来越好;高频,随着脉冲基脉比的增大,无缝铝管焊缝宽度变得越来越均匀。当基脉比较小时,当脉冲占空比和基脉比固定时,随着脉冲频率的增大,不锈钢薄板的焊 缝变得越来越连续;当基脉比较大时,随着脉冲频率的增大,无缝铝管焊缝宽度变得越来越均匀。
结合脉冲微束等离子弧焊接方式和脉冲焊热输入线能量控制原理,本文首先根据0.1mm超薄无缝铝管的易变形和烧穿特性。确立了其焊接方法和焊接参数的相互 匹配。使用单面焊双面成形对0.1mm超薄无缝铝管进行脉冲微束等离子弧对接焊。焊接过程中的脉冲电流信号用基于LabVIEW软件和硬件平台进行采 集。LabVIEW环境下编写图形化程序对脉冲电流信号上升/下降沿进行测量和分析。根据脉冲电流信号的失真特点,设计了平均失真度测量脉冲电流信号失真的方法,即由幅度失真、相位失真和高频噪声失真的加权平均来度量采集的脉冲电信号的失真程度。