摘要：为利用机械约束装置实现对水下湿法焊接过程中电弧气泡周期性上浮的可控调节,开展了机械约束装置辅助水下湿法焊接试验。采用高速摄像观察电弧气泡的动态行为,利用传感器采集施加机械约束装置时瞬时焊接电流、电弧电压值,通过光学显微镜分别观察焊缝截面尺寸和焊接接头微观组织,并与相同参数下常规水下湿法焊接进行对比。研究结果表明,机械约束装置能够实现对电弧气泡的可控调节,克服电弧气泡上浮破裂所带来的湿法焊接过程不稳定的问题。随着机械约束高度的降低,电流电压波动程度减弱,电弧稳定性明显提高。同时,机械约束装置的施加能够增大焊缝横截面尺寸,减小焊缝余高,并且减少焊缝和热影响区脆硬组织的含量。分析认为,机械约束装置通过增大电弧气泡尺寸,降低了熔池表面与动态水环境的直接热传导,进而延缓了水下湿法焊接接头的冷却速度,产生了优异的工艺效果。

关键词：水下湿法焊接 机械约束 电弧气泡 焊接稳定性 微观组织 

单位：哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室; 哈尔滨工业大学(威海)山东省特种焊接技术重点实验室