新型厚板钢结构大电流高效time焊接技术的研究与应用

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1、上海交通大学博士后研究工作报告厚板钢结构大电流高效新型T．I．M．E．焊接技术的研究与应用摘要采用CAD／CAM技术对厚板钢结构大电流T．I．M．E．焊枪结构、高速送丝系统、多元保护气体、焊接电源等系统进行了设计、研制与改造，使用FEM数值计算方法对厚板钢结构大电流T．I．M．E．焊枪结构等系统进行了优化，研制出来的厚板钢结构大电流T．I．M．E．焊接系统经焊接工艺实验以及焊接质量检验，满足厚板钢结构的优质、高效的焊接工艺要求，并成功应用于实际焊接生产，为高效优质的T．I．M．E．技术在我国焊接工业的实际应用打下了良好的基础。关键词：T．I．M．E．焊接

2、系统设计结构优化CAD／ADM本项目为中国博士后科学基金资助项目一卜一上海交通大学博士后研究工作报告RESEARCHANDAPPLlCATloNoFTHENEWHUGECURRENTANDHIGHEFFICIENCYNEWT．I．M．E．WELDINGTECHNIQUEONTHEHEAVYTHICKNESSPLATESTEELSTRUCTUREABSTRACTUsingtheCAD／CAMtechnique，thehigheffectiveT．I．M．Eweldingsystem，includingtheweldingtorch，wire-feedsys

3、tem，theequipmentofmulti—phasegasshieldandweldingpowersupplyresource，aredesigned，manufacturedorreconstructedintheheavythicknessplateofsteelstructureOnthesametime，theimportantweldingtorch’Sstructureofhigheffective’T．I．M．E．weldingsystemisoptimizedbytheFEM．ThenewT．I．M．E．weldingsystem

4、isprovedeffectivelytosarisfytherequireofhugecurrentT．I．M．Eweldingtechniquebythelotsofweldingtechnologyevaluatingtestandweldingqualitytest．IthaslaiddownastrongfoundationoftheT．I．M．EweldingdevelopingbecausethenewT．I．M．E．weldingisappliedinthepracticalweldingprocesssuccessfullyKeywor

5、ds：T．I．M．E．WeldingSystemDesignStructureOptimizeCAD，CAMTheprojectissupportbyChinaPostdoctoralScienceFoundation上海交通大学博士后研究工作报告新型厚板钢结构大电流高效T．I．M．E．焊接技术的研究与应用l前言tI．M．E．焊接是TransferIonizedMoltenEnergyProcess的简称，属于熔化极气体保护焊(MAG)工艺范畴，是一种新型、快速、高效和高性能的气保护电弧焊接技术，tI．M．E．焊接在传统MAG焊接工艺的大电流禁区开拓了新

6、的实用领域。它采用平外特性电源、大干伸长和特殊的四元保护气体(tI．M．E．气体成分为O，，CO，，He，Ar)通过增大送丝速度来增加焊丝熔敷率，在焊接质量有明显改善的同时将焊丝熔敷率提高了2～3倍。近年来，全球制造工业的形势变得越来越严峻，竞争越来越激烈，为了提高产品的竞争力，各国公司坚持不懈的寻找降低生产成本、提高生产率的新技术。在大多数制造业公司中，焊接成本占生产成本很大比例，因此各公司不断改进焊接工艺、提高焊接效率、降低焊接成本，以期提高产品竞争力¨I。为了寻求降低焊接成本的最佳途径，人们进行了焊接产品成本分析，来决定如何投资才能获益最大。图1．

7、1所示为西欧自动化焊接和手工焊接的成本分配图。图1．1西欧自动化焊接和手工焊接的成本分配图从图¨中可以看出，无论自动化焊接还是手工电弧焊，资本和劳动力成本都占总成本的80％以上。所以，若想大幅度降低生产成本，必须提高熔敷率，即在单位时间内熔化更多的焊丝。提高熔敷率最直接的办法是增加使用焊接电流。自从手工电弧焊被MIG／MAG焊接工艺代替以后，使用的焊接电流有了大幅度提高，熔敷率也明显增加，是手工电弧焊的34倍。然而，伴随着经济的飞速发展，传统MIG／MAG焊接技术所能达到的熔敷率已经不能满足市场竞争的需求。如果进一步提高焊接电流，进入所谓的旋转射流过渡区

8、域，熔滴过渡极不稳定，飞溅量大，焊缝成形恶劣，无实用价值。不稳定的熔滴过渡形式限