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Ti-6Al-4V超高频脉冲GTAW焊缝气孔分析


第3 8 卷第11期 $0 17 年 1 1 月 焊 接 学 报 V9 3 8 November No. 11 2017 TRANSACTIONS OF THE CHINA3ELDINGINSTITUTI0N T -6AI-4V 超 高 频 脉 冲 GTAW 焊 缝 气 孔 分 析 郑 浩 , 杨 明 轩 , 杨 舟 , 齐铂金 (北京航空航天大学机械工程及自动化学院 加工系, 北 京 100191) 摘 要 : 以 Ti-6A1-4V 钛合金为母材金属进行焊缝气孔研究, 试验发现与常规电弧焊接 ( conventional GTAW, CGTAW)相比, 超高频脉冲 GTAW(ula high frequency pulsed GTAW, UHFP-GTAW)具有较好的焊缝气孔清理效果, 可 气 孔 缺 陷 . 结 合 UHFP-GTAW电弧行为对焊缝气孔形成的气泡长大、 脱熔池壁面、 出 别进 .. , 在高频脉冲电弧作用下, 气泡受压, 气核长大; 气泡脱离熔池壁面;Ti-6A1-4V 钛合金熔池粘度 度 而减小, 气泡逸出速度 大, 气孔敏 . 关键词: 钨极氩弧焊;脉冲焊接;焊缝气孔 中图分类号: TG 442 文献标识码: A doi :10.12073/j .hjxb.20151230001 变大, 有利 焊缝 0 序 言 、 强 度 、 密 度 、 比强 , 在 空 航 合 电 弧 、 温度监 理量的 $ 脉 冲焊接电弧热、 力特对熔池物理过程及熔化金属 合金具有塑韧 度高、 及 裂 纹 , 讨论 气 泡 形 核 、 长大、 脱 熔 池 中各主 机理, 推进 . 壁面、 出等气孔形成 的变化, 揭 示 UHFP-GTAW焊缝气 天、 交 通 、 石 化 应用 [1_3], 其中 Ti-6A l_ V 钛合金使用量占5 0 1 [4], 钨极氩弧焊 ( gas tungsten arc welding,GTAW)是其常用焊接方 法, 但 常 规 焊 接 Ti-6A1_ V 气 Ti-6A1_ V 钛合金典型 4 V 钛合金焊缝气孔敏 .经典理论 向性大[5], 严重影 焊接质量及使用寿 相应 出 , 焊接质量提 气泡 , 控 脉冲焊接熔池及熔化金属流动等方面的基 1 试验方法 .随 着 脉 冲 电 弧 焊 接 技 术 的 出 现 及 发 展 , Ti-6Al[6], 焊缝中气孔形成将 1 . 1 试验设备 UHFP-GTAW电源以高耐压( 1 200 V )绝缘栅双 极型晶体管( insulated gate bipolar transistor, IGBT 基础, 通过桥式变换及脉冲 电路实现10? 80 kHz n 脉冲电流输出, 脉冲电流变化率达 50 A/ ! s , 电流输出波形如图1 所示. 形核、 长大、 脱熔池壁面、 焊缝气孔的关键在于气泡长大、 脱熔池壁面、 上 出 理过程.基 脉 冲 GTAW ( ultra high frequency pulsed GTAW,UHFP-GTAW) 电弧 流 体 的 发现, 其电弧 将改变熔化金属 键物 理 量 , 受其 出 , 过程 、 粘度、 温度布 熔池气泡长大、 脱熔池壁面、 在 假 合的 方 法 对 Ti-6A1_V 出现变化, 其焊缝气孔可能进一步减少. 用 试 验、 温度模拟结 合金焊缝气孔形成各阶段 论 [7]. 金 展 UH- 进行了直接或间接的预先 并做 文 中 针 对 Ti-6A1_

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