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热丝TIG焊最大的特点是热效率及焊丝的熔化速度高,一般可达普通TIG焊的3倍以上。另外,焊缝的成型美观、均匀,无气孔和未焊透等缺陷。此外,熔池的过热度低,有利于减小热影响区,降低该区对焊接接头的不利影响。
根据焊丝的实际情况,对麦克斯韦方程组和傅立叶导热微分方程进行分解化简,得到计算无限长轴对称形状焊丝的电磁场、感生涡流和温度场的基本方程。基于这些方程在ANSYS软件上实现了对圆形焊丝感应加热的计算机模拟。在铝焊丝连续感应加热的模拟计算中,采用10匝内径为φ8mm的线圈,分别计算了在不同电流和不同送丝速度下的焊丝的电磁场、涡流强度及其温度场。在模拟中考虑了焊丝的物理参数随温度的变化情况。得到了焊丝温度随电流大小及送丝速度的变化规律。在模拟中改变线圈的参数,在21匝时得到的焊丝温度比较理想。计算21匝线圈的感应系数得到满足设备要求的线圈数据。
根据现有设备的要求,分别设计了三种不同的感应线圈并分别做了温度测量试验,得出了不同线圈在不同送丝速度与不同感应电流下的焊丝的温度变化规律。选择其中各项性能都比较符合要求的线圈,并设计了具备固定、绝缘和通保护气体作用的线圈套筒,使此线圈可用于实际焊接。高频感应热丝焊这一热丝方法用在铝焊丝的TIG焊上,不仅没有磁偏吹现象而且在铝焊丝的预热方面取得了很好的结果,预计能够提高TIG焊焊接铝合金的焊接效率与焊接质量。