超声辅助水下湿法焊接电弧特性研究

马明豪　刘一博　王建峰　孙清洁

摘   要：焊接过程受水介质的影响，电弧稳定性较差，通过引入适当的超声振动，可提高电弧稳定性。通过实验验证，分析超声复合水下焊接和普通水下湿法焊接电流电压（U-I）图，结合高速摄像数据，发现超声作用使熄弧区和短路过渡区密集程度降低，稳定燃烧区密集程度增加，实现了提高水下湿法焊接电弧稳定性的目的。根据高速摄像拍摄结果，超声辅助水下焊接比普通水下湿法焊接熔滴过渡频率更低，电弧形态更均匀。

关键词：水下  超声  稳定性

中图分类号：TG456.5                             文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）06（b）-0109-03

1  引言

水下湿法焊接因为水下施工的特殊环境，电弧稳定性较差[1]，电弧存在“稳定燃弧区”、“熄弧区”和“短路过渡区”[2]三类。超声振动是一种能量传递的载体，超声振动与普通水下湿法焊接[3]相结合，通过超声的作用减少外界波动对电弧的影响，减小电弧偏吹和电弧熄灭率，提高焊接质量。本文通过对超声复合水下焊接和普通水下湿法焊接电流电压（U-I）图配合高速摄像进行测试和分析，研究超声辅助水下湿法焊接电弧特性。

2  材料信息

本实验采用的板材为E40钢板，尺寸为200mm×20mm，厚度8mm，焊材选用CHT-T81Ni2药芯焊丝，直径D为1.2mm。焊丝成分与母材成分的比较如表1所示。

3  试验方案及结果

3.1 焊接工藝参数设计

试验在平板进行堆焊，控制试验变量，进行对照实验。保持送丝速度及焊接速度不变，焊接电压不断升高，每组试验增加4V，按照超声复合水下湿法焊接及常规水下湿法焊接加倍试验。……