14
.试验与研究·
焊接技术
第
38
卷第
4
期
2009
年
4
月
文章编号
:1002-025Xρ009)04-0014-04
间歇交变磁场波形对堆焊金属组织及性能的影晌
刘政军,孙景刚
(沈阳工业大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳
110023
)
摘要:为了研究交交磁场波形参数对堆焊层金属组织及性能的影响,对低碳钢表面进行等离子弧堆焊时外加间歇交交纵向磁场,并利
用光学金相、
X
射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等方法,革统分析了不同磁场波形参数对等离子弧堆焊试件的作用。结果
表明,适当的交变磁场波形参数能增加堆焊金属中硬质相的数量,控制硬质非目的生长方向,提高堆焊层金属的硬度和耐磨性,从而获
得最佳的电磁搅拌效果。
关键词:电磁搅拌;
间歇交变磁场;波形参数;等离子弧堆焊;硬质相
中图分类号
T
G4
55
文献标志码
B
近年来,磁控焊接技术的发展表明,在等离子
弧堆焊中应用外加间歇交变磁场比直流磁场有更加
明显的优势。在适当的间歇交变磁场波形参数作用
下,电磁搅拌可以更加有效地改变焊接熔池液态金
属结晶过程中的传质和传热过程,从而改变晶粒结
晶方向,细化一次组织,减少了偏析,提高了焊缝
的力学性能
[1]
。但当磁场波形参数选择不恰当时,电
磁搅拌效果变差,降低了焊缝的质量。因此,在外
加间歇交变磁场对低碳钢表面进行等离子弧堆焊时,
磁场波形参数的确定起重要作用。
通过在低碳钢基体上堆焊
Fe5
合金粉末时,外加
间歇交变纵向磁场,研究不同的间歇交变磁场波形参
数对堆焊层金属组织及性能的影响机制。
收稿日期
2008-09-25
基金项目:辽宁省自然科学基金资助项目
(20042025)
渡,计算结果表明有效控制焊缝单元时间,能够获得
更均匀的焊缝及
HAZ
的温度场分布。
(3)
针对
316L
不锈钢板的
TIG
焊接过程进行的
数值模拟计算,分析焊缝及其
HAZ
区域的温度场及
残余应力分布规律。建立了完善的数值模拟分析模
型,为后续研究工作提供理论计算依据。
参考文献:
[1]
[德]拉达伊
D
著.焊接热效应一-温度场,残余应力,变形
[M].
熊第京,郑朝云译.北京:机械工业出版社,
1997.
1
试验材料与方法
1.
1
试验材料
试验采用
Fe
基自熔合金粉末
(Fe5)
,粉末的粒
度为
60-160μm
。
1.
2
试验方法
所用外加磁场是一种有一定频率和占空比的间歇
交变纵向磁场。该磁场由安装在等离子弧堆焊机导电
嘴上的激磁线圈产生。线圈的骨架是用壁厚为
5mm
的绝缘管
(φ120
mm
,高
150
mm)
和
3mm
厚的绝缘
板制成的;线圈是用
φ
1.
5
mm
的漆包线绕在骨架上制
成的,线圈臣数是
430
臣,用砂钢片作铁芯,其厚度
为
5mm
。其激磁电流为间歇交变脉冲电流,它由专
用电源供电,其占空比、频率和幅值均可调节,产生
的磁感线方向与电弧轴线平行
并以电弧轴线为中心
[2]
倪红芳,凌
祥,涂善东.多道焊三维残余应力场有限元模拟[J].
机械强度,
2004
, 26(2): 218-222.
[3]
曾正明.实用工程材料技术手册
[M]
北京:机械工业出版社,
2000.
[4]
蔡洪能,唐慕尧.
TIG
焊接温度场的有限元分析[1].机械工程学报,
1996
, 32(2): 34-39.
[5]
任雪婷,杨德新,李晓红,等.焊接规范对单组分活性剂
A-TIG
焊焊缝成形的影响[JJ.大连铁道学院学报,
2004
, 4(25): 76-78.
[6]
李萌盛,王传标.关于鸽极盆弧焊热源模型适用性的探讨[J].热
加工工艺,却
07
,
36(15): 70-72.
作者简介:林
波(1
979-)
,男,硕士,主要从事数控技术及材料加
工方面的研究.