焊剂带约束电弧超窄间隙焊接

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超窄间隙焊接生产效率高，可得到性能优良的焊接接头，并且可降低焊接结构残余变形及残余应力，受到工程界广泛关注。研究新的窄间隙焊接方法从未停止过，已有多种窄间隙的焊接方法研究报道，其中焊剂带约束电弧用于超窄间隙焊接表现出明显的优势。这种方法采用焊剂带约束电弧，可用于间隙为4mm的超窄间隙焊接。它是将特制的焊剂带送入或置于坡口两侧壁，对电弧加以约束抑制电弧在坡口侧壁的攀升，进而有效控制电弧在坡口中的加热区域，使侧壁根部熔合良好。有学者已经对焊剂带约束的电弧在超窄间隙中的行为、熔池的形成机制、电弧电压和电流波形的特性等基础问题进行了细致的研究，获得了一定的认识。本文利用焊剂带约束电弧的超窄间隙焊接方法，对30mm厚的钢板进行对接工艺试验，分析各层焊道的焊接规范，并对焊缝形态及硬度进行评价。

焊接试样采用I形带垫板坡口，间隙宽度为4mm，垫板厚度为3mm。专用的焊剂带铺设在坡口底部，焊剂带紧贴在坡口侧壁两侧。采用专用超窄间隙焊接焊枪，板式导电嘴伸入坡口间隙中。焊接过程中，焊丝通过焊枪的导电嘴等速送入坡口，在坡口下方形成电弧。在电弧的加热作用下，焊剂带熔化，形成熔渣和气体保护熔池及电弧。同时，间隙侧壁两侧未熔化的焊剂带对电弧产生约束作用，控制电弧在窄间隙中的加热区域。每完成一道焊缝，清除焊道中剩余的焊剂带和熔渣。实验采用平特性电源，直流反接。采用的焊丝为φ1.6mm的H08Mn2Si；干伸长为16～20mm；焊剂带厚度0.7～0.9mm；母材为30mm厚的20钢。为了消除焊接变形所引起的最后几层焊道间隙缩小，I形坡口应预置1°～1.5°反变形角度。
通过实验可知，焊剂带约束电弧可用于超窄间隙焊接。焊剂带约束电弧超窄间隙焊接，焊接线能量低，约为0.6kJ/mm；热影响区宽度窄，约为1.3mm；采用相同的CO2气保焊焊丝H08Mn2Si，所得到的超窄间隙焊接焊缝硬度比采用CO2气保焊所得到的焊缝硬度，可以提高约60%。

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