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螺母焊接国内通常采用凸焊的方式,凸焊螺母有时需要气体保护焊加固,且在大型工件上凸焊螺母比较困难,这影响了螺母焊接的焊接效率和应用范围。螺母焊接经常是在大型工件上大量螺母的焊接,扩大螺母的焊接范围,提高螺母的焊接效率,具有重要的应用意义。 针对螺母凸焊,焊接效率低和大型工件施焊困难的问题,本文提出了利用电弧螺柱焊焊接螺母的方法,由于直接利用电弧螺柱焊焊接螺母存在未熔合的问题,本文设计了磁控旋弧装置,控制电弧旋转,均匀加热螺母和工件,实现螺母全端面熔合焊接。本文首先利用电磁仿真软件研究了螺线管端部径向对称磁场的分布规律,指导了磁控旋弧装置的结构设计;其次设计了磁场供电、焊枪送气和焊接等过程配合的控制系统;最后利用设计好的磁控旋弧装置,配合现有的螺柱焊机,进行螺母焊接实验,通过高速摄像照片观察电弧的旋转,通过外观检查、焊接剖面观测和弯曲实验,来测定螺母焊接的质量。 通过大量的焊接实验表明:在设计的旋弧磁场装置的作用下,电弧发生了旋转,螺母焊缝成形良好,焊接螺母实现了全端面熔合焊接。 通过螺母焊接实验,发现了螺母焊接的合理工艺参数,研究了旋弧磁场作用下电弧的运动规律和电弧的运动对螺母焊接的影响,为螺母焊接的参数设置调试和进一步研究提供了参考。