現(xiàn)有的窄間隙焊炬在長時(shí)間焊接后會出現(xiàn)焊炬發(fā)熱嚴(yán)重，焊接過程中電弧穩(wěn)定性較差等問題。為了解決上述問題，分別從焊炬的水冷、氣保護(hù)、導(dǎo)電機(jī)構(gòu)、導(dǎo)電嘴以及擺動(dòng)定位系統(tǒng)等方面設(shè)計(jì)并優(yōu)化了窄間隙焊炬，為合金管合金管的窄間隙焊接做好準(zhǔn)備。1首先完成了擺動(dòng)電弧窄間隙焊炬的導(dǎo)電、水冷、氣保護(hù)、導(dǎo)電嘴以及擺動(dòng)定位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化改進(jìn)，優(yōu)化后的焊炬在合金管平、立、橫三個(gè)位置的焊接過程中性能穩(wěn)定，滿足合金管焊接的需求；2研究了窄間隙焊接中熔池的受力情況，加入擺動(dòng)機(jī)構(gòu)后，熔池的溫度場和受力情況發(fā)生了改變。分析了擺動(dòng)角度、擺動(dòng)速度、側(cè)壁停留時(shí)間以及焊接速度對熔池流動(dòng)性的影響。采用高速攝像及電流、鋁管電壓采集系統(tǒng)研究擺動(dòng)角度、擺動(dòng)速度和側(cè)壁停留時(shí)間對熔滴過渡及電弧穩(wěn)定性的影響。為了焊接過程的穩(wěn)定性與熔池的鋪展，應(yīng)盡量增大擺動(dòng)角度和側(cè)壁停留時(shí)間，同時(shí)擺動(dòng)速度不宜過大或者過小。3根據(jù)正交試驗(yàn)理論設(shè)計(jì)了L1645正交試驗(yàn)表，研究得出了各參數(shù)對側(cè)壁熔深的影響程度為擺動(dòng)角度焊接速度停留時(shí)間送絲速度擺動(dòng)速度，根據(jù)正交試驗(yàn)的結(jié)論，設(shè)計(jì)了單變量試驗(yàn)，研究了擺動(dòng)角度、焊接速度、停留時(shí)間、送絲速度以及擺動(dòng)速度對焊縫成形的影響規(guī)律。根據(jù)正交試驗(yàn)與單變量試驗(yàn)的結(jié)果，得出了合金管合金管窄間隙焊接的工藝參數(shù)范圍。4進(jìn)行了40mm厚的6061-T6合金管的單道多層焊接，分析了焊接接頭出現(xiàn)的側(cè)壁未熔合現(xiàn)象，并優(yōu)化了焊接工藝參數(shù)，得到熱影響區(qū)小，焊縫成形良好的焊接接頭。分析了多層焊縫的上部、中部以及下層焊縫組織以及各部分力學(xué)性能，接頭抗拉性能達(dá)到母材的73%。
方管用途方管的用途有建筑，機(jī)械制造，鋼鐵建設(shè)等項(xiàng)目，造船，太陽能發(fā)電支架，鋼結(jié)構(gòu)工程，電力工程，電廠，農(nóng)業(yè)和化學(xué)機(jī)械，玻璃幕墻，汽車底盤，機(jī)場，鍋爐建造，高速路欄桿，房屋建筑，壓力容器，石油儲罐，橋梁，電站設(shè)備，起重運(yùn)輸機(jī)械及其他較高載荷的焊接結(jié)構(gòu)件等。目前在進(jìn)行合金方管生產(chǎn)作業(yè)中，越來越多的會應(yīng)用到高頻焊接技術(shù)。其實(shí)高頻焊接的機(jī)理很簡單，主要指的是電壓通過管坯開口部分的邊緣，利用感應(yīng)使電流到達(dá)匯合點(diǎn)。在電流流經(jīng)匯合點(diǎn)時(shí)，金屬被快速加熱。利用擠壓輥的壓力，使金屬受熱融化部分達(dá)到熱擠壓粘合。
與此同時(shí)其中所夾雜的一些雜質(zhì)也會從焊縫中擠出。需要注意的是，在加工合金方管的過程中，阻抗器的放置位置很重要。如果過于集中于匯合點(diǎn)之下，這樣雖然能夠獲得較高的效率，但是卻很容易受損。通常是把阻抗器放置在管內(nèi)，使其距管子內(nèi)表面有一個(gè)相當(dāng)于管子壁厚的間隙。還有一些情況下，則是將小機(jī)組的阻抗器安裝在合金方管的下底部，這種情況下不僅焊接效率低，而且在管子移動(dòng)時(shí)易被拖曳帶走。通常情況下，阻抗器的磁性應(yīng)從感應(yīng)圈中心擴(kuò)展至擠壓點(diǎn)。最小的阻抗器長度為擠壓輥直徑加感應(yīng)圈長度。
