电弧物理与现代弧焊方法

电弧物理与现代弧焊方法

课内试验材料成型及控制工程专业1602室王克鸿电弧物理与现代弧焊方法课内试验

1、弧长调节实验

2、高效双丝焊接实验

一、实验目的

1．熟悉掌握电弧焊弧长与电弧稳定性的关系；2．熟悉掌握电弧焊弧长与焊接过程稳定性和焊缝质量的关系；3．熟悉实验过程，掌握弧长变化和自动调节的规律；4．完成实验报告实验一、弧长调节实验二、实验内容

1、实验不同焊枪高度下，非熔化极电弧弧长变化特征；2、实验斜坡焊接条件下，熔化极电弧弧长变化特征；3、实验斜坡焊接条件下，熔化极电弧弧长调节过程；4、实验母材高度突变焊接条件下，熔化极电弧弧长调节过程；5、实验母材高度突变焊接条件下，非熔化极电弧弧长调节过程。实验一、弧长调节实验三、实验仪器设备和材料

1、实验平台：机器人操作机2、设备：TPS逆变MIG焊设备、WAVE3000PTIG焊设备；3、仪器仪表：示波器、电流、电压传感器、参数传感采集系统等；4、其他工具：减压表、流量计、防护眼镜、五金工具辅助工具等；5、试板：Q235等低碳钢板；6、保护气体（99.99%Ar气）。实验一、弧长调节实验四、实验原理

1、电弧电压组成图1、电弧电压的组成实验一、弧长调节实验2、最小电压原理

最小电压原理：一定长度的电弧在稳定状态下，当电流一定时，电弧弧柱直径将保持一适当值，以使电弧电压处于最小状态。实质是在外界条件一定的情况下，电弧保持能量最低原则。

图2、最小电压原理实验一、弧长调节实验3、熔化极气体保护焊细丝自身弧长自动调节原理图3、弧长自动调节原理

实验一、弧长调节实验4、非熔化极气体保护焊弧长调节原理非熔化极气体保护焊弧长变化，阴极压降和阳极压降基本不变，弧柱压降随弧长增加而增加，即弧长直接改变了电弧电压，弧长变化可通过弧压变化检测，同时弧长变化，电弧形态、尺寸和保护状态也相继发生不同程度的变化。实验一、弧长调节实验五、实验方法和步骤

1．MAG焊弧压调节实验

在机器人试验平台采用TPS焊接设备和焊枪在Q235钢板上施焊，采用1.2mm、H08Mn2SiA焊丝，80%Ar+20%CO2气体；1）弧压变化实验改变电弧电压和焊枪高度，记录电弧电压、电流波形，观察弧长变化，分析电弧弧长变化过程和电弧特性，弧压变化范围15-27V。

实验一、弧长调节实验2）斜坡焊接实验采用300斜坡工件，初始焊枪高度20mm，上坡焊接，记录电弧电压、电流波形，观察弧长变化，分析电弧弧长变化过程和电弧特性。3）突变动态调节实验采用板搭接，上板厚分别为3mm、5mm，上跳焊接，记录电弧电压、电流波形，观察跳弧过程，分析电弧弧长、弧压、电流、电弧运动等变化过程，并结合电弧电压、电流波形分析跳弧行为。实验一、弧长调节实验2．MIG焊弧压调节实验在机器人试验平台采用TPS焊接设备和焊枪在Q235钢板上施焊，采用1.2mm、H1Cr18Ni9Ti焊丝，80%Ar+5%CO2气体；1）弧压变化实验改变电弧电压和焊枪高度，记录电弧电压、电流波形，观察弧长变化，分析电弧弧长变化过程和电弧特性，弧压变化范围23-35V。实验一、弧长调节实验2）斜坡焊接实验采用300斜坡工件，初始焊枪高度26mm，上坡焊接，记录电弧电压、电流波形，观察弧长变化，分析电弧弧长变化过程和电弧特性。3）突变动态调节实验采用板搭接，上板厚分别为5mm、8mm，上跳焊接，记录电弧电压、电流波形，观察跳弧过程，分析电弧弧长、弧压、电流、电弧运动等变化过程，并结合电弧电压、电流波形分析跳弧行为。实验一、弧长调节实验3．TIG焊弧压调节实验

在机器人试验平台采用WAVE3000、PTIG焊接设备和焊枪在1CrNi18Ni9Ti不锈钢板上施焊，采用1.2mm、H1Cr18Ni9Ti焊丝，Ar气体；

1）弧压变化实验改变焊枪高度，记录电弧电压、电流波形，观察弧长变化，分析电弧弧长变化过程和电弧特性，弧压变化范围10-20V。

实验一、弧长调节实验

2）斜坡焊接实验采用300斜坡工件，初始焊枪高度15mm，上坡焊接，记录电弧电压、电流波形，观察弧长变化，分析电弧弧长变化过程和电弧特性。

3）突变动态调节实验采用板搭接，上板厚分别为2mm、5mm，上跳焊接，记录电弧电压、电流波形，观察跳弧过程，分析电弧弧长、弧压、电流、电弧运动等变化过程，并结合电弧电压、电流波形分析跳弧行为。实验一、弧长调节实验4．设备使用规程1）掌握试验设备的结构、使用方法和规程；2）掌握机器人实验系统的组成、使用方法和规程；3）按照规程操作。实验一、弧长调节实验六、实验报告要求

1．实验报告采用南京理工大学实验报告专用纸张2．实验报告中需要包含的实验结果和分析1）电弧长度变化时电流、弧压的变化规律和特征；2）电弧长度均匀变化时电流、弧压的变化规律和特征；3）电弧长度急剧变化时电流、弧压的变化规律和特征；4）分析探讨跳弧过程，总结归纳其规律。5）实验中出现的误差和其它异常现象的分析和讨论。实验一、弧长调节实验一、实验目的

1．熟悉掌握双丝脉冲PMIG焊接电弧特点，双丝加热焊接的工艺优势；2．熟悉掌握PMIG熔滴过渡和工艺参数设计特征；3．熟悉掌握双丝PMIG焊接工艺参数的设计选择；4．完成实验报告实验二、高效双丝焊接实验二、实验内容

1、双丝脉冲PMIG焊接双弧加热特点实验；2、双丝PMIG熔滴过渡和电流波形特征实验；3、双丝PMIG高速焊接工艺实验；4、双丝PMIG焊接热影响区对比试验；5、双丝PMIG焊接变形对比试验；实验二、高效双丝焊接实验三、实验仪器设备和材料

1．实验平台：双丝自动焊接实验平台2．设备：开关模块式双丝PMIG焊电源、送丝机、协同器；3．仪器仪表：记忆示波器、双综示波器，电流、电压传感器、参数传感采集系统等；4．其他工具：减压表、流量计、防护眼镜、五金工具辅助工具等；5．试板：铝合金板，1.6mm铝合金焊丝；6．保护气体99.99%Ar气。实验二、高效双丝焊接实验四、实验原理

1、双丝PMIG焊的原理

图1、

双丝PMIG焊接原理图

实验二、高效双丝焊接实验图2双丝焊枪和双弧照片

实验二、高效双丝焊接实验2、双丝PMIG焊具有的特点

（1）焊接速度高（2）焊接质量高（3）热影响区和焊接变形小

实验二、高效双丝焊接实验五、实验方法和步骤

1、双丝脉冲PMIG焊接双弧加热、熔滴过渡和电流波形特征实验在双丝PMIG自动焊接实验平台上，连接焊接参数测试系统，包括电流、弧压传感器、数据采集卡、计算机，传感检测电流和弧压波形，改变双丝焊接电流，分析不同条件下，电流、弧压波形变化特征，分析双丝焊接加热、过渡特征。实验二、高效双丝焊接实验在双丝PMIG自动焊接实验平台上，进行铝合金双丝高速焊接实验，采用6-8mm防锈铝合金及与之相对应的Φ1.6mm焊丝，600V型坡口，设计三组以上焊接工艺，对比试验焊接成型，优选最佳焊接工艺及参数，焊接速度大于90cm/min，完成高速焊接工艺实验。2、双丝PMIG高速焊接工艺实验实验二、高效双丝焊接实验3、双丝PMIG焊接热影响区和变形对比试验在双丝PMIG自动焊接实验平台上，进行铝合金双丝高速焊接实验，采用6-8mm防锈铝合金及与之相对应的Φ1.6mm焊丝，600V型坡口，并采用同样母材条件进行单丝PMIG焊接工艺试验，对比双丝、单丝焊接变形的大小，在试板上切取3快试样，对比分析双丝与单丝热影响大小。实验二、高效双丝焊接实验4．设备使用规程掌握试验设备的结构、使用方法和规程；掌握双丝PMIG自动焊接实验平台的组成、使用方法和规程；掌握双丝PMIG焊工艺参数测试方法；按照规程操作。实验二、高效双丝焊接实验六、实验报告要求