岳建锋 李亮玉 姜旭东 牛雪娟 刘文吉

天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室，天津，300387

0 引言

近年来，随着石油化工、管道以及造船等行业的飞速发展，采用全位置焊接工艺的场合越来越多［1－2］，在保证焊接质量的前提下实现全位置的低成本高效焊接，具有广阔的应用前景。

目前全位置焊工艺存在的主要问题有：①焊缝成形差。全位置焊接时熔池容易失稳，造成铁水流淌，出现熔合不良现象，影响焊缝稳定成形。②焊接效率低，成本高。对于MAG焊工艺，全位置焊需要采用比较小的平均电流（工程上一般小于200A），导致全位置焊接效率比较低。采用高能密度焊接工艺技术 （激光焊、激光＋电弧焊、电子束焊）［3－4］，可以实现小熔池的全位置焊接和提高焊接生产率，但该工艺成本高，现场适应性差，难以大面积推广应用。

当前在全位置焊接中，为提高焊接质量和效率，主要采用焊接自动化设备或开发专用焊接电源［5］，有的还采用特定的焊接工艺，例如在焊接过程中添加某些化学成分或使用特殊成分焊丝［6－7］，这在一定程度上提高了效率，但从本质机理上并没有实质改进。

1 全位置焊接控制策略

全位置焊接过程中破坏熔池成形和促进金属流淌的主要影响因素是重力作用，为克服重力的影响，国内外学者对全位置焊接的熔池控制进行了研究，目前解决这一问题的主要策略可归纳为两种：一种是熔池快速凝固控制策略，即以较小的线能量输入保证较小的熔池体积和较快的冷却速度，达到抑制熔池金属流淌的目的；……