超聲鎢電極氬弧復(fù)合焊金屬熔化行為分析

鎢電極氬弧焊 (TIG) 是一種非常廣泛的高質(zhì)量焊接方法，其焊接過(guò)程穩(wěn)定，焊縫成形優(yōu)良。但是焊縫熔深淺，導(dǎo)致焊接效率較低。增大焊接電流雖然能夠一定限度增加焊接熔深，但是增加熱輸入量又容易引起焊縫晶粒組織粗大，接頭性能下降，在焊接不銹鋼和鈦合金的時(shí)候尤為突出，成為制約其在高效焊接生產(chǎn)中應(yīng)用的主要因素。因此，在保留TIG原有優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，如何提高其焊接效率成為亟待解決的問(wèn)題。

通過(guò)機(jī)械耦合裝置將超聲的能量導(dǎo)入到TIG焊接電弧中，該焊接電弧能夠在相對(duì)較小的電流下保持較高的電弧力，可以在增加焊接熔深的同時(shí)，避免了增加電流所導(dǎo)致的組織粗大及性能下降等缺陷，提高焊縫的機(jī)械性能及疲勞強(qiáng)度。

超聲TIG復(fù)合焊接在適當(dāng)?shù)暮附痈叨葪l件下，可以同比大幅增加焊接熔深，提高焊接深寬比，實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的焊接效果，主要由于超聲TIG復(fù)合焊能明顯增加電弧力，提高焊接電弧的挖掘力。

電弧對(duì)于焊接而言，不僅僅是一個(gè)加熱源，也是一個(gè)力源。電弧力與焊接中表現(xiàn)出的熔池形態(tài)、焊縫尺寸、焊縫成形都有密切關(guān)系。電弧力主要是由電弧靜壓力和電弧動(dòng)壓力組成，動(dòng)壓力主要是由電弧中的粒子對(duì)焊接工件表面撞擊而產(chǎn)生的。在電弧力中，等離子流力是電弧力的主要提供，起著決定性作用，幾乎占到了電弧機(jī)械力的80%。等離子流力及等離子體濃度分布與電弧溫度分布成正比例關(guān)系，因此有必要對(duì)電弧形態(tài)及溫度分布進(jìn)行采集與測(cè)量。

超聲TIG復(fù)合焊接，能有效提高電弧力水平，使得焊接工件熔化形式由單純?nèi)刍�型轉(zhuǎn)變?yōu)橹行娜刍�型，增大了焊接熔深，提高焊接深寬比，改善了母材金屬熔化形式，提高了焊接效率。超聲能量作用使得電弧被壓縮，焊接熔深增加是由于電弧力及電磁對(duì)流均增強(qiáng)的結(jié)果而促成的。