Page 82 - 结构装备施工技术分析与研究
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结构装备施工技术分析与研究
Analysis and Research on Construction Technology of Structural Equipment
割在试样侧边留下的痕迹。室温下利用万能拉伸试验机（WD-P4504）进行试验，加
载速度设定为 1mm/min，为保证结果的科学性，每组参数选择三个拉伸试样，取其平
均值作为该组的测试结果。
弯曲试验：为了测试焊接接头的塑性和弯曲性能，本文又进行了弯曲试验，板厚
依旧是 5mm。加工步骤与拉伸试样类似，机械加工去除焊缝余高、背面成形后利用
砂纸打磨切割痕迹。本次试验所用压头直径为 20mm，三点弯曲，试验机（WD-P4504）
的加载速度为 3mm/s，弯曲角度为 150°。每组参数取四个试样，其中两个用于正弯
两个用于背弯。
硬度试验：利用维氏显微硬度计（HV-1000）对接头进行硬度测试，试样处理方
式与金相试样相同，设定试验力为 2.94N，保压时间为 10s，每隔 0.5mm 测定一个点。
由于激光的作用使得激光 - 单 / 双 TIG 复合焊接接头截面存在上下两部分。
（三）激光 - 双钨极 TIG 复合焊接电弧物理特性
1. 激光 - 双钨极 TIG 复合焊接电弧形态分析
电弧的形态直接反映了焊接过程的稳定性，本节对比了单激光填丝、激光 -TIG
旁轴复合焊接、双钨极 TIG 焊接、激光 - 双钨极 TIG 复合焊接并研究了激光 - 双钨极
TIG 不同工艺参数下的电弧形态，分析了激光 - 双钨极 TIG 复合焊接电弧特点及变化
规律。为使获得的电弧图像更容易观察，本文通过伪彩色增强技术将黑白电弧图像转
变为色彩强度值不同的彩色图像，共同反映电弧的形态特点。
激光 - 双钨极 TIG 复合焊接的电弧形态会受到 TIG1 电流、TIG2 电流、钨极间距、
焊接高度、焊接速度、激光功率、激光离焦量及送丝方式的影响，为了方便记录，以
上参数分别用 I1、I2、L、H、V、Lp、Fs、Wf 表示，其中保护气流量均为 10L/min，
送丝速度均为 3m/min。
为了对比不同焊接方法的优劣势，本文也对单激光填丝、激光 -TIG 旁轴复合焊
接及双钨极 TIG 焊接进行了相应的试验。对于平板对接试验，由于设备条件有限，激
光器的最大功率为 2400W，难以焊透 5mm 厚的低碳钢板，因此未进行单独激光焊平
板对接的对比，只进行激光填丝的堆焊。为了保持输入能量统一，对于激光 -TIG 旁
轴复合焊接和双钨极 TIG 焊接的工艺参数我们进行了换算，但由于计算得到的参数无
法焊透 5mm 低碳钢板，且因为电弧焊机及激光器设备阈值的限制，我们降低焊接速度，
直至刚好焊透的参数值，其中电弧形态、熔池及熔孔形态、堆焊及平板对接均采用此
参数。
（1）不同焊接方法下电弧形态对比
单激光填丝时，激光光斑较小，作用范围小，焊丝直径较粗，熔化焊丝需消耗大
量能量，能作用在工件上的热输入极少；对于激光 -TIG 旁轴复合焊接，从图中可以
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