焊接论文双面电弧焊接工艺及物理过程

　　本篇焊接论文分析双面电弧焊接工艺及物理过程，由于焊接工作的特殊性，设备结构比较复杂，很容易引发焊接质量问题，双面电弧焊接工艺的应用有效的解决了这一问题，成为不同行业领域的首选焊接方式。双面电弧焊接工艺可以对被焊接工件的两侧进行加热处理，热量集中度高，提高了资源利用率，保障了焊接质量，不存在变形的状况。无论是单电源还是双电源双面电弧焊接工艺，都明显优于其他焊接工艺，能够简化焊接工作环节和步骤，操作方便，能够进行灵活的调节和控制，焊接效果极佳，焊接熔深增大，具有极高的应用价值。

　　《焊接学报》科技论文发表，是由中国机械工程学会主办、哈尔滨焊接研究所承办的学术期刊。主要刊载焊接科技领域具有国际水平或国内先进水平的优秀学术论文。1980年创刊以来，刊期由最初的季刊发展为现在的月刊，成为在国内外具有一定影响的一级学术刊物。

　　摘 要：随着科学技术的不断发展，焊接工艺也获得很大的进步，大大提高了石油企业生产效益。作为新型的焊接工艺，双面电弧焊接(double-side arc welding)的应用及其广泛，在焊接速度、焊接效果、焊缝熔深等方面具有明显的优势，能够降低变形发生几率，避免资源的浪费。本文主要对双面电弧焊接工艺进行介绍，分析了双面电弧焊接物理过程，以期加深对双面电弧焊接工艺的了解，使该工艺得到推广使用，更好的指导实践焊接工作。

　　关键词：双面电弧;物理过程;焊接工艺

　　中图分类号：TG44 文献标识码：A

　　近年来，我国国民经济获得了突飞猛进的发展，而工业是我国的一项重要的支柱产业，逐渐向着规模化、专业化的方向发展，应用到许多大容量、参数高的设备仪器，这就对焊接工艺提出了更高的要求。研究双面电弧焊接工艺及物理过程具有非常重要的意义，能够有效的提高焊接质量，为相关研究提供参考意见。

　　一、双面电弧焊接工艺介绍

　　应用等离子热源进行焊接工作的过程中，因为具有较大的电弧动压力和收缩力，会产生较深、较宽的焊缝，这是穿孔型等离子弧焊接方法最显著的特点。在应用该工艺进行焊接处理时，被焊接母材上有大量的等离子焊(PAW)电流流失现象，等离子流能够在电弧的作用下作用于材料的孔洞中。穿孔型等离子弧焊在实际过程中会浪费一部分能量，无法对较厚的材料进行焊接操作，对不同材质的焊接厚度都有明确的要求。当焊接处理时的等离子流作用于孔洞的情况下，在一定程度上可以抵消部分耗能，会加深焊接溶身。遵循PAW工艺的工作原理，可以采取将TIC电极加入到等离子焊电极的方式，并分别接于焊接电源的输出端，这样就会形成电源、电极、工件、电极、电源的电流回路，对传统的焊接电流模式进行改造和优化，从而确保电流能够透过小孔，对耗能进行最大限度的补偿，大大提高焊接性能，焊接厚度更大的母材。

　　双面电弧焊接(DSAW)的穿透能力较强，能够减少电流耗能，提高了材料的利用率，操作步骤简单，处理环节相对单一，可以完成I形坡口焊接工作，也可以用于较厚木材的焊接，应用范围极广。应用该工艺进行工作的过程中，电流得到了充分的利用，热效应较高，能够将焊接能量作用于小面积范围内，不会影响其他部分的材料，效果明显，不会出现变形的状况，无需进行后期修补工作，大大提高了焊接质量，对生产效益的提升具有很大的帮助。

　　二、双面电弧焊接物理过程分析

　　(一)电弧收缩效应

　　将双面电弧焊接、TIG焊(Tungsten Inert Gas Welding)焊枪同等离子焊焊枪、VPPAW电源进行组合应用的情况下，处于EN周期内会出现收缩的状况，同传统等离子焊接工艺处理后的形状有明显的不同。但在应用G-PAW及双面电弧焊接焊接工艺的时候，如果处于EP周期内，则会使得等离子弧作用在一个位置上。在以上两个不同的周期内，通常将焊接溶深的确定归根于EN周期。由此可见，电弧收缩效应的根本原因是双面电弧焊接的熔深影响，在此作用下可以提高热能的利用率，处理中厚度材料，不会造成较宽的焊缝。

　　应用双面电弧焊接工艺进行焊接处理时，为了形成焊接回路，可以对电流利用TIG焊枪进行引导，从而导致电弧能够直接穿透匙孔，使热能汇聚在一个工作点，熔透能力明显增强。同时也要注意到在焊枪的引导下，作用于工件的电流还存在感应磁场，而磁场轴线方向则为电流的主要流向，将电弧、电流组合成为一个整体，进一步增大收缩效应，焊接熔深显著加深，生产效益大幅度提高。

　　(二)电磁场分析

　　双面电弧焊接过程中会产生的电磁场，但电位梯度在被焊接工件与电极之间存在很大的差异，会形成焊接电流的电磁场Fm及电场力Fe，分别相应的计算公式得出。其中电流的电磁场在x、y两个方向上都存在分量，即fm(x)和fm(y)，在y方向的fm(y)会使该方向上的等离子粒子速度加快，缩短作用于工件的时间，而在x方向的fm(x)会使该方向上的电流集中在一起，同工件距离逐渐缩短的同时电流慢慢减小;同理，x、y两个方向上也都存在电场力 Fe的分量，即为fe(x)和fe(y)，fe(y)会使该方向上的离子加速，极快达到工件位置，而x方向的fe(x)存在发散电流的现象，但不同的是随着与工件距离的缩短，电路强度会逐渐增大。

　　(三)熔池流场分析

　　通过模拟实验的方式对双面电弧焊接工艺进行分析，可以发现其熔池流场受浮力、电流电磁力及工件表面张力的影响，研究不同因素对熔池形状变化的干扰。熔池金属在不同张力的作用下会产生定向流动，方向为从内到外，熔池的宽度呈现出逐渐缩短的趋势。金属熔池在浮力的影响下会出现两种不同方向的流体，其中在下表面中，流体方向同焊接电流产生的电磁场方向相一致，都为从外到内，可以扩展熔池深度;而上部焊接工件的单面工作与浮力产生作用在时间上同时发生，其流体的方向是从内到外。工件焊接部位会通过大量的电流，这就导致电流电磁场的强度更大，另一方面由于焊接熔池的传热与流体流动的作用，会进一步增大磁场强度，磁场下形成从外到内的熔池流向，为挖掘焊接熔池提供了有利的条件，也对焊接熔深的增大有很大的帮助。

《焊接论文双面电弧焊接工艺及物理过程》

本文由职称驿站首发，您身边的高端学术顾问

文章名称： 焊接论文双面电弧焊接工艺及物理过程

文章地址： https://m.zhichengyz.com/p-30251