娄小飞[13]对TIG-MIG复合焊电弧形态及熔滴过渡行为进行了研究表明,在TIG-MIG复合焊时,为获得质量好的焊缝,MIG电弧的电流参数设置应保证其射流过渡的熔
娄小飞[13]对TIG-MIG复合焊电弧形态及熔滴过渡行为进行了研究表明,在TIG-MIG复合焊时,为获得质量好的焊缝,MIG电弧的电流参数设置应保证其射流过渡的熔滴过渡方式。通过改变TIG电弧电流,相应的丝-极间距调节范围发生改变,为避免MIG电弧弧长过长导致的焊缝质量差,还需将MIG电弧电压设置小一点,从而保证焊缝成形质量。在TIG-MIG复合焊时,由于复合电弧压力作用的范围更广,母材表面不会形成弧坑,熔池则主要由熔滴冲击作用形成,因而熔化区较小,加上熔池中液态金属对熔滴产生缓冲作用,降低其向后的综合作用力,所以高速TIG-MIG复合焊能消除驼峰和咬边等焊缝缺陷。寇毅[14]对铝合金超声-MIG复合焊熔滴过渡行为进行了研究,发现在短路过渡时,合金元素易形成蒸汽,其具有较高蒸气压会对熔池产生冲击,从而反作用于熔滴形成上托熔滴效应,使其漂浮于熔池上方。超声辐射力在靠近工件处为向上辐射区,由于熔滴质量较小,因而短弧情况下熔滴过渡受到较强的阻碍作用。当电弧较长时,超声辐射力对熔滴产生向下作用,因而起到促进熔滴过渡作用。电弧空间被压缩,是导致质量较大熔滴过渡频率过快的根本原因,然而,工件附近超声辐射力是导致铝合金熔滴过渡频率减小的决定性因素。随着超声-MIG熔滴过渡频率的增大,熔滴不稳定性也随之增大,爆炸频率显著提高,焊缝中气孔量减少。在超声-MIG立焊试验中,熔滴过渡频率增大,且其抛物线轨迹不再出现,熔滴脱落时,受到普通MIG焊四倍作用力,过渡速度大大增加。
二十世纪末,Nichols和Hirt[15]为追踪液体表面自由变化情况采用VOF法来追踪自由液体表面的变化趋势,用F=1表示流体充满整个单元格,F=0表示流体不在该单元格内,0<F<1时表示流体占据该单元格的部分,当F变化速度达到最大值时,其矢量方向与自由表面法线重合,因此F可以用来追踪液滴的位置,对分析液滴的尺寸大小、过渡方式和频率起到较为准确的作用。U.Ersoy等[16]通过建立三维模型对熔滴过渡形式进行模拟仿真,模型采用非恒定质量与弹簧系数,结果表明,焊接电流和电弧电压随熔滴位置的变化的同时也发生变化,另一个焊接参数填丝速度对熔滴过渡周期影响也较大,通过此系统还可分析不同填丝参数下的熔滴过渡情况。Allum等[17]人提出了收缩不平衡理论,其将熔滴过渡假想成直径不变无限延长的柱状液滴,当液滴受到干扰时,会发生断裂并分解成若干不同熔滴,但计算的液柱形状与实际实验中差距明显,与事实不符。Ah Young Park等[18]人在收缩不平衡理论基础上考虑圆柱表面电流泄露和液滴端部半径发生缩小情况,将熔滴假设为有限常圆柱,结果发现熔滴过渡时其尺寸变化主要由有限长圆柱尺寸、有效半径及电流泄露控制,通过工艺实验验证表明,模拟值与实验值吻合良好。Amson等[19]人于1962年突出静力学平衡理论,在熔滴下落过程中,熔滴主要受到四个力的作用:重力、等离子流力、表面张力、电磁收缩力。表面张力是维持熔滴表面形状和阻碍熔滴过渡的力,而重力、电磁收缩力及等离子流力则促进熔滴脱落并进入熔池,随着电流的增大,其中的几种作用力也发生改变,因此原有的判据不再适应大电流情况下的熔滴过渡。