磁場對CO2焊接過程的影響研究（開題報告）
1、課題的目的及意義（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析或設(shè)計方案比較、選型分析等）
CO2氣體保護(hù)焊是一種節(jié)能、高效、優(yōu)質(zhì)的焊接工藝，問世于20世紀(jì)50年代，這種焊接方法具有焊接成本低、焊接質(zhì)量好、生產(chǎn)效率高、適用范圍廣、便于實現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)。但CO2 氣體保護(hù)焊最大的不足就是金屬飛濺, 它不僅使熔敷率降低, 而且會造成噴嘴堵塞, 送絲阻礙而引起熄弧等。CO2氣體保護(hù)焊主要的過渡形式為短路過渡，于是，國內(nèi)外焊接研究者對于CO2 氣體保護(hù)焊短路過渡過程的控制技術(shù)做了大量的工作，研究出一系列有效的方法控制和減小飛濺及改善其焊縫成形，包括：　弧焊電源輸出特性的控制、焊接電流與電弧電壓的波形控制、表面張力過渡控制、脈動送絲控制等等。[1]
電磁作用焊接技術(shù)是近年來完善起來的一種新的焊接技術(shù), 應(yīng)用也日趨廣泛。外加磁場一般采用與電弧軸向平行的縱向磁場。引入縱向磁場可以使電弧形態(tài), 包括電弧壓力、電流密度、能量分布發(fā)生改變。因此, 對縱向磁場進(jìn)行控制, 就能對電弧形態(tài)進(jìn)行控制, 從而控制焊縫的熔寬和熔深。當(dāng)磁場B 交替變化時, 因?qū)θ鄢亟饘儆袛嚢枳饔? 即可以控制熔池金屬的結(jié)晶過程, 改善焊縫的組織和性能。目前磁控電弧在國外已廣泛地應(yīng)用于TIG 焊、CO2焊以及特殊結(jié)構(gòu)的焊接。實踐表明,利用外加磁場對焊接中熔滴的過渡、熔池金屬的流動、熔池的結(jié)晶形核及結(jié)晶生長等過程進(jìn)行有效地干預(yù), 使焊縫金屬的一次結(jié)晶組織細(xì)化, 減小化學(xué)不均勻性, 提高焊縫金屬的塑性和韌性, 降低結(jié)晶裂紋和氣孔的敏感性, 從而提高焊縫金屬的性能, 全面改善焊接接頭的質(zhì)量。[2][3]
長期以來，焊接工作者針對磁場對電弧的作用進(jìn)行了不懈的研究。在20世紀(jì)七八十年代，國外的學(xué)者對磁場與電弧的相互作用進(jìn)行了比較多的研究，如前蘇聯(lián)的基輔大學(xué)研究了縱向磁場作用下的薄板脈沖TIG焊接的熔池流動和細(xì)化晶粒規(guī)律，通過電場和磁場的相互作用控制熔池的凝固和結(jié)晶過程；巴頓焊接研究所研究了低壓等離子體在磁場中的收縮特性；英國利物浦大學(xué)的研究記過表明在磁場作用下電弧的旋轉(zhuǎn)速度可以大大增加；德國漢諾威大學(xué)研究了磁場作用的焊接電弧行為與焊絲熔滴過渡形成過程，指出各種形式的縱向磁場（直流、交流、脈沖）對MIG/MAG焊接工藝的不同影響。在20世紀(jì)八九十年代，國內(nèi)的學(xué)者對磁場在焊接過程的運(yùn)用也進(jìn)行了研究，西安交通大學(xué)對縱向間歇磁場TIG焊接熔池的晶粒細(xì)化進(jìn)行了深入的研究；太原工業(yè)大學(xué)對雙尖角磁場對等離子弧的二次壓縮作用進(jìn)行了出色的研究。[4]