GMAW工藝參數對傾斜位置的穿孔塞焊焊縫成形的影響研究

修延飛　都婧婧　朱躍德　包明杰　李美琳

摘要：為實現某三代核電站屏蔽廠房鋼筋穿孔塞焊在一定傾斜角度下的GMAW自動化焊接，提出了一種針對傾斜位置的穿孔塞焊焊縫成形的焊接路徑和工藝控制策略。通過試驗研究了焊接路徑、焊接姿態、焊接氣體成分等GMAW工藝因素對穿孔塞焊接頭在傾斜位置下的焊縫成形的影響。結果表明，采用360°順逆交替和細化層道可以有效控制熔池下淌，保證表面余高在2 mm以內;當焊槍工作角θ調整為15°且焊接方向角φ為6°～10°時，電弧力可有效抵消重力的切向分量的影響，有效避免側壁和層間未熔合缺陷;相較于φ（Ar）98%Ar+φ（O2）2%混合氣體，φ（Ar）80%+φ（CO2）20%配比能明顯提高熔池金屬的表面張力，有助于穿孔塞焊表面及根部焊道成形。

關鍵詞：穿孔塞焊;路徑規劃;GMAW自動焊;焊縫成形

中圖分類號：TG444 文獻標志碼：A 文章編號：1001-2303（2020）01-0117-04

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2020.01.23

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隨著模塊化施工技術和理念的發展，采用穿孔塞焊設計的埋件和預制墻體結構得到了廣泛應用[1]。以某三代核電站屏蔽廠房為例，其設計上采用內外層雙層鋼板，鋼板間采用鋼筋連接的混凝土鋼結構，連接鋼筋與鋼板的穿孔塞焊接頭數量多達17萬個。目前普遍采用GMAW手工氣保焊進行穿孔塞焊，勞動強度大、效率低，對自動化焊接應用具有明顯的需求。

自動焊技術應用的前提是裝配精度要求高，且焊縫位置一致或者采用變位機的方式調整成統一位置。中建鋼構的于增廣[2]等人將機器人GMAW自動焊應用于預埋件穿孔塞焊中，但對塞焊孔的加工和裝配的一致性要求極高且需要工裝輔助，同時焊接過程需要示教，多適用于小型預埋件且難以適應復雜空間焊縫。……