焊接材料焊接电参数测试及其工艺性分析
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摘要
焊接电流和电弧电压是焊接过程两个主要电参数，在焊接过程中焊接电参数的变化与焊条的工艺性有着密切的联系，过去测试焊接电参数一直是用光电示波器来进行的，得到的的电弧电压、焊接电流波形图尽管形象直观的描述了焊接过程的电参数变化，但很难对相关的电弧物理参数进行精确的定量分析和评价。
德国汉诺威大学发明的汉诺威焊接参数分析仪是当今焊接电参数测试的最新技术。本论文采用该分析仪对E4303、E5015、E5016结构钢焊条，E308不锈钢焊条等焊接材料进行了测试，准确描述了被测焊条电弧电压和焊接电流的随机变化，绘制了电弧电压、焊接电流波形曲线和电弧电压、焊接电流的概率密度分布图，得到熔滴的短路时间T1、燃弧时间T2、短路周期Tc等概率密
太旅理工大学硕士研究生学位论文
度分布图以及焊接电流、电弧电压、短路时间、燃弧时
间的最大值、最小值、平均值等相关数据。论文对测试
的结果进行描述，对被测焊条电弧物理特性和焊接工艺
性进行了分析，为建立基于汉诺威焊接参数分析仪的焊
条工艺水平的评价体系做了理论和试验资料的准备。
In welding process, welding current and arc voltage are two main electric parameters, and their change has close contact with usability of covered electrode. In the past welding electric parameters always were measured by photoelectric oscilloscope. Though oscillograms of arc voltage and welding current which are gotten can image and directly describe change of electric parameters in welding process, it is difficult that the related arc physics parameters are accurately quantitatively analyzed and evaluated.
ANALYSATOR HANNOVER invented by University of Hanover, Germany is nowadays the latest technique of measuring welding electric parameters. In this paper, E4303, E5015, E5016 type structural steel electrodes and E308 type stainless steel electrode are measured by ANALYSATOR HANNOVER. Random change of arc voltage and welding current of covered electrodes is accurately described, oscillograms and probability density distribution diagrams of arc voltage and welding current are drawn, frequency distribution diagrams of short-circuiting timeTl, burning timeT2 and cycle time Tc of droplet and maximum values, minimum values and mean values of arc voltage, welding current, short-circuiting time, and burning time are determined. In this paper, measure results are described, arc physics characteristic and usability of covered electrode are analyzed, and preparations of theories and trail data for establishing evaluation system of usability of covered electrode on the basis of ANALYSATOR HANNOVER are made.
德国汉诺威大学发明的汉诺威焊接参数分析仪是当今焊接电参数测试的最新技术。本论文采用该分析仪对E4303、E5015、E5016结构钢焊条，E308不锈钢焊条等焊接材料进行了测试，准确描述了被测焊条电弧电压和焊接电流的随机变化，绘制了电弧电压、焊接电流波形曲线和电弧电压、焊接电流的概率密度分布图，得到熔滴的短路时间T1、燃弧时间T2、短路周期Tc等概率密
太旅理工大学硕士研究生学位论文
度分布图以及焊接电流、电弧电压、短路时间、燃弧时
间的最大值、最小值、平均值等相关数据。论文对测试
的结果进行描述，对被测焊条电弧物理特性和焊接工艺
性进行了分析，为建立基于汉诺威焊接参数分析仪的焊
条工艺水平的评价体系做了理论和试验资料的准备。
In welding process, welding current and arc voltage are two main electric parameters, and their change has close contact with usability of covered electrode. In the past welding electric parameters always were measured by photoelectric oscilloscope. Though oscillograms of arc voltage and welding current which are gotten can image and directly describe change of electric parameters in welding process, it is difficult that the related arc physics parameters are accurately quantitatively analyzed and evaluated.
ANALYSATOR HANNOVER invented by University of Hanover, Germany is nowadays the latest technique of measuring welding electric parameters. In this paper, E4303, E5015, E5016 type structural steel electrodes and E308 type stainless steel electrode are measured by ANALYSATOR HANNOVER. Random change of arc voltage and welding current of covered electrodes is accurately described, oscillograms and probability density distribution diagrams of arc voltage and welding current are drawn, frequency distribution diagrams of short-circuiting timeTl, burning timeT2 and cycle time Tc of droplet and maximum values, minimum values and mean values of arc voltage, welding current, short-circuiting time, and burning time are determined. In this paper, measure results are described, arc physics characteristic and usability of covered electrode are analyzed, and preparations of theories and trail data for establishing evaluation system of usability of covered electrode on the basis of ANALYSATOR HANNOVER are made.
引文
1 张文钺．21世纪我国焊接材料的发展前景．焊接技术，2000 (4)，38～40
2 唐伯钢．我国焊接材料的发展趋势和应关注的问题．焊接技术，2002，31(6)：1～4
3 张文钺．国外焊接材料的发展动态及加快国产药芯焊丝发展的建议．材料开发与应用，2000，2
4 栗卓新，蒋建敏，魏琪．我国焊接材料的应用和发展趋势．中国机械工程，2003(14)，443～447
5 李春范，赵润娴．回顾与瞻望——21世纪中国焊接材料(上)．焊接，2001(1)，6～10
6 李春范，赵润娴．回顾与瞻望——21世纪中国焊接材料(下)．焊接，2001(2)，7～11
7 丁力平．我国焊接材料的发展现状及其面临的机遇与挑战．钢铁研究学报，1999，11(4)，70～73
8 陈邦固．中国药芯焊丝产业的发展和21世纪展望．焊接技术，2001，30(1)
9 金立鸿，张智．面向21世纪的我国药芯焊丝发展的新动向．机械工人，2003增刊172-175
10 田志凌，潘川，梁东图著．药芯焊丝．北京：冶金工业出版社，1999
11 Harry W. Ebert, Advances in Flux Cored Electrodes Reflected in New Classifications. Welding Journal.Feb. 1998,53-54
12 Flux Cored Electrode, AWS Classification, Welding Journal, Feb. 1998,56
13 温家伶，王强等．自保护药芯焊丝研究现状．武汉理工大学学报，2002，26(6)：733～736
14 Amata Mario, Fiore Sussan R. Choosing the Proper
Self-Shielded FCAW Wire. Welding Journal,1996,75(6):33-39
15 Sierdzinski Michael S, Ferree Stanley E. New Flux Cored Wires Control Diffusible Hydrogen Levels. Welding Journal, 1998,77(2):45-48
16 Ferree Stanley E. New Generation of Cored Wires Greates Less Fume and Spatter. Welging Journal,1995,74(12):45-50
17 French I E, Bosworth M R. Special Basic Flux Cored Wire for All-Position Pulsed Welding.Welding Journal, 1997,76(3): 120-124
18 [日]与石方树由焊接材料达到高效化焊接的途径．中国机械工程学会．高效化焊接国际论坛论文集．2002，11：26～33
19 吴树雄，尹士科．焊接材料在日本各行业中使用动向调查．焊接，2003(1)，38～41
20 rRandi, C. Taniguchi and S.Liu. Analysis of Metal Tranfer in shielded Metal Arc Welding. Welding Journal Welding Research Supplement. 1991, October: 261-267
21 By W.Wang, S. Liu and E.Jones. Flux Cored Arc Welding: Arc Signals, Processing and Metal Transfer Characterization. Welding Journal Welding Research Supplement. 1995, November: 369-377
22 王宝著．焊接电弧物理与焊条工艺性设计．北京：机械工业出版社，1998
23 Hilpert A.Material Transference in the Melding arc. J.A.W.S. 8(12), 1929,21
24 李桓，李国华，李俊岳，焊接熔滴过渡高速摄影的几个问题．中国焊接学会熔焊工艺设备专业委员会，广东省焊接学会，高效化焊接方法、设备、材料的理论与应用研讨会论文集．2002，11：138～141
25 程功善主编．焊接过程测试技术．西安：西北工业大学出版社，1988，11
26 [日]安藤弘平，长谷川光雄著．焊接电弧现象．施雨湘译．北京：机械工业出版社，1985
27 王宝著．焊接电弧物理与焊条设计应用．北京：机械工业出
版社，2003
28 王宝，孟庆森，刘满才，用连续投影悬滴法测定焊条熔滴表面张力。太原理工大学学报 1990(21)1：20-25
29 王宝，孟庆森，刘满才等，一种测试焊条熔滴表面张力的方法．中国，发明专利公报，ZL90 1 08631．2 8(19)．1992．5．6
30 王常珍主编．冶金物理化学试验研究方法．北京：机械工业出版社，1982
31 王宝，武颖娜，张平则等．采用图象技术分析焊条熔滴过渡形态的探讨．中国机械工程学会焊接学会编．第九届全国焊接会议论文集．哈尔滨：黑龙江人民出版社．1999．438-441
32 王宝，武颖娜，张平则等．测试焊条金属熔滴过渡形态的方法．中国，发明专利公报，ZL 98 1 06797．2．17(45)．2001．11．7
33 董延军，范蟠果，王磊．模式视别在波形分析中的应用西北工业大学学报 2001，17(3)
34 王立德，郭其一。基于波形识别的机车电器设备在线故障诊断 电工技术学报2000(6)：61-64
35 Hu Lianhai, Li Huan, Li Junyue, and Yang Lijun. New Simulation Model and Its Application in CO_2 Short-Circuiting Transfer Welding. China Welding. 2002(11)2:171-176
36 Dr.Dietrich.Rehfeldt. Computer-Aided Quality Assurance(CAQ) of AL-MIG Welding with Analysator Hannover. 2003汽车焊接国际论坛论文集．北京：机械工业出版社，2003，11：39～50．
37 王宝，D．Rehfeldt，，宋永伦．药芯焊丝CO_2气体保护焊电参数测试．2003汽车焊接国际论坛论文集．北京：机械工业出版社，2003，11：183～186．
38 张存伟，张汉谦，王宝等．结构钢焊条焊接电参数分析．太原理工大学学报，2004，35(1)，39-42。
39 周振丰，张文钺主编．焊接冶金与金属焊接性．北京：机械工业出版社，1988
40 帕豪德涅著．焊缝中的气体．赵鄂官译．北京：机械工业出版
社，1977
41 王宝 孙咸 张汉谦．奥氏体不锈钢焊条的工艺性设计．见中国机械工程学会编第十届全国焊接会议论文集：第一册．哈尔滨：黑龙江人民出版社，2001．330-333
42 孙咸．不锈钢焊条熔滴过渡形态的控制．中国机械机械工程．1988，9(8)：65-69
43 Sun Xian, Ma Chengyong,Wang Bao, Zhang Hanqian.Droplet Transfer Behavior of the Stainless Steel Coated Electrode With Double-Layer Coating. China Welding. 2002(11)2:124-129
2 唐伯钢．我国焊接材料的发展趋势和应关注的问题．焊接技术，2002，31(6)：1～4
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24 李桓，李国华，李俊岳，焊接熔滴过渡高速摄影的几个问题．中国焊接学会熔焊工艺设备专业委员会，广东省焊接学会，高效化焊接方法、设备、材料的理论与应用研讨会论文集．2002，11：138～141
25 程功善主编．焊接过程测试技术．西安：西北工业大学出版社，1988，11
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27 王宝著．焊接电弧物理与焊条设计应用．北京：机械工业出
版社，2003
28 王宝，孟庆森，刘满才，用连续投影悬滴法测定焊条熔滴表面张力。太原理工大学学报 1990(21)1：20-25
29 王宝，孟庆森，刘满才等，一种测试焊条熔滴表面张力的方法．中国，发明专利公报，ZL90 1 08631．2 8(19)．1992．5．6
30 王常珍主编．冶金物理化学试验研究方法．北京：机械工业出版社，1982
31 王宝，武颖娜，张平则等．采用图象技术分析焊条熔滴过渡形态的探讨．中国机械工程学会焊接学会编．第九届全国焊接会议论文集．哈尔滨：黑龙江人民出版社．1999．438-441
32 王宝，武颖娜，张平则等．测试焊条金属熔滴过渡形态的方法．中国，发明专利公报，ZL 98 1 06797．2．17(45)．2001．11．7
33 董延军，范蟠果，王磊．模式视别在波形分析中的应用西北工业大学学报 2001，17(3)
34 王立德，郭其一。基于波形识别的机车电器设备在线故障诊断 电工技术学报2000(6)：61-64
35 Hu Lianhai, Li Huan, Li Junyue, and Yang Lijun. New Simulation Model and Its Application in CO_2 Short-Circuiting Transfer Welding. China Welding. 2002(11)2:171-176
36 Dr.Dietrich.Rehfeldt. Computer-Aided Quality Assurance(CAQ) of AL-MIG Welding with Analysator Hannover. 2003汽车焊接国际论坛论文集．北京：机械工业出版社，2003，11：39～50．
37 王宝，D．Rehfeldt，，宋永伦．药芯焊丝CO_2气体保护焊电参数测试．2003汽车焊接国际论坛论文集．北京：机械工业出版社，2003，11：183～186．
38 张存伟，张汉谦，王宝等．结构钢焊条焊接电参数分析．太原理工大学学报，2004，35(1)，39-42。
39 周振丰，张文钺主编．焊接冶金与金属焊接性．北京：机械工业出版社，1988
40 帕豪德涅著．焊缝中的气体．赵鄂官译．北京：机械工业出版
社，1977
41 王宝 孙咸 张汉谦．奥氏体不锈钢焊条的工艺性设计．见中国机械工程学会编第十届全国焊接会议论文集：第一册．哈尔滨：黑龙江人民出版社，2001．330-333
42 孙咸．不锈钢焊条熔滴过渡形态的控制．中国机械机械工程．1988，9(8)：65-69
43 Sun Xian, Ma Chengyong,Wang Bao, Zhang Hanqian.Droplet Transfer Behavior of the Stainless Steel Coated Electrode With Double-Layer Coating. China Welding. 2002(11)2:124-129