高频脉冲电弧表面强化的研究

介绍一种新的表面强化方法，即高频脉冲电弧表面强化技术，以碳钢为基体，研究了渗铬强化层近表面的铬浓度变化，强化层相组成，了分析电极材料中碳和空气中氮的迁移现象，并对强化层做了耐磨性实验。     

双电极转换电弧焊接法的研究(1)——双电极转换TIG焊接法的高速焊接

1.绪言近年来,为了得到高效率电弧焊接,对于多电极焊接做了各种探讨。但是,过去发表的都是在各电极上同时通电的方式,当电极接近并加大电流时,根据毕奥-萨伐尔定律可知,电极间产生的磁场使电弧间产生干扰。也就是说,各电极为同极性时,电弧在电极间相互吸引,电弧不能充分触及母材,因而不能形成良好的焊道。为了实现在各电极接近时能防止电弧干扰现象,研究了各电极不同时通电的     

耦合电弧钨极TIG焊电弧压力的测量与分析

开发了一种耦合电弧钨极,可显著降低电弧压力,消除咬边和驼峰焊道等缺陷,实现较高速度的TIG焊接.针对这种钨极进行了TIG电弧压力测量,研究了主要工艺参数对电弧压力分布的影响规律.结果表明,与传统TIG电弧相比,在相同参数下耦合电弧钨极TIG电弧压力峰值明显降低,并且随着弧长的增加、钨极伸出长度的增加、焊接电流的减小、电极槽宽的增大以及钨极直径的增大,耦合电弧钨极TIG焊的电弧压力峰值减小.对电弧压力的影响由大到小依次为焊接电流、钨极伸出长度、弧长和钨极直径、电极槽宽.     

带状电极MAG焊电弧行为

用高速摄像系统和电流电压采集模块对带状电极MAG焊工艺电弧行为进行了研究.结果表明,带状电极MAG焊电弧呈非柱对称分布,电弧截面从钢带端部到母材逐渐由椭圆形过渡到圆形.随焊接工艺参数的增大,电弧能量提高,钢带端部由多个电弧共存转变为一个电弧燃烧,电弧沿钢带无规律的紊乱运动转变为较稳定的左右摆动,进而转变为不发生明显摆动...     

铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理

从铝合金变极性等离子焊接电弧物理特性出发,研究了铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理,分析了焊接参数对电弧热的影响规律。通过理论分析和试验研究,发现铝合金变极性等离子弧焊接时不对称电极特性对正、反极性期间电弧的产热具有很大的影响。反极性期间由于铝合金作为阴极,阴极压降大电弧产热量也增大。在变极性等离子弧焊接时正、反极性期间的焊接电流和持续时间等参数不同也是造成正、反极性等离子电弧产热不同的重要原因。     

转换式TIG—MIG焊的电弧现象和效果

最近研究的一种电弧焊方法,其焊接电流在TIG和MIG焊的两电极间交替转换,以防止电弧在两电极之间的相互影响。在这种焊接方法中,所观测到的电弧现象表明,MIG焊丝的尖端很容易熔化。由于TIG电弧的辐照的帮助,熔滴周期性地从焊丝过渡到熔池中而无飞溅。TIG和MIG焊的焊接电流可以单独地改变,而在两电极间电弧无相互     

三电极TIG电弧物理特性及其高速焊接可行性研究

钨极氩弧焊作为一种高品质焊接方法,焊接过程稳定,焊缝成形优良,但在大电流高速焊接情况下,容易出现烧穿、驼峰等缺陷。为实现钨极氲弧焊的高速焊接,提出了三电极TIG焊接方法,建立了三电极TIG电弧物理特性和工艺特性的研究试验系统,对其电弧形态、电弧电特性及工艺性进行了研究,并与常规单电极TIG电弧进行了对比分析。三电极TIG电弧在同向平行电弧的自磁收缩作用下产生汇聚,电弧形貌近似于圆柱形,电弧电压低于单电极TIG电弧电压,在高速焊接时电弧非常稳定,焊缝成形优良,焊接效率比单电极TIG提高2倍以上。     

焊接电弧及性质和等离子弧及特点

电弧是一种空气导电的现象，在两电极之间产生强烈而持久的放电现象，称为电弧。     

工艺参数对电火花电弧高效复合加工性能的影响研究

电火花电弧复合加工解决了电火花加工效率低的问题,与电火花加工相比,其加工效率提高了数倍,针对某些材料,其加工效率甚至超过了传统机械加工,但也存在自动化程度低、电极损耗严重等缺陷。利用电火花电弧复合加工技术进行了大量实验,并以此为基础,分析了不同加工参数下的工件性能,得到在不同峰值电流、脉宽、电极主轴转速等参数下的工件加工效率、表面粗糙度及相对电极损耗率的变化规律,以期得出针对不同加工目的的最优工作参数。     

W-Cu电极材料的短电弧铣削加工性能试验研究

为掌握短电弧铣削加工工艺规律,应尽可能控制其加工效果,实现高效率、低损耗的目的,基于系统的工艺试验研究,选择W-Cu、石墨作为工具电极,开展不同电极材料对工作介质注入、蚀除物抛出、电能利用率影响规律的短电弧铣削工艺试验,获取各工艺参数对MRR、TWR、表面形貌和金相组织等评价指标的影响规律,并进一步解释其规律成因,发挥短电弧高效加工硬质合金的优势。     

交流CMT动态电弧特征及熔滴过渡行为分析

为了研究交流CMT焊接过程中的电弧形态及熔滴过渡过程,采用高速摄像技术结合焊接电参数采集系统,拍摄了清晰的交流CMT电弧及熔滴图像,同步采集了电参数的波形数据,将二者结合起来分析.结果表明,交流CMT电弧经历燃弧-形成熔滴-熄弧过程;正极性阶段焊丝端头电弧集中,工件表面电弧发散,形成"钟罩"形电弧;负极性阶段电弧有"上爬"现象,该现象会加速焊丝熔化;熔滴过渡经历冷-热-冷的转换,无缩颈形成;负极性阶段的焊丝熔化速度相对较快,熔滴过渡周期小于正极性阶段,熔滴直径比正极性阶段的略大.     

Sub-nanosecond monitoring of micro-hole electrical discharge machining pulses and modeling of discharge ringing

Monitoring the gap voltage and current in micro-hole electrical discharge machining (EDM) using high-speed data acquisition with 0.5 ns sampling period is conducted. The spark and arc pulses at three stages, namely electrode dressing, drilling, and penetration, of the micro-hole EDM are recorded. The EDM process parameters are setup to use negative polarity to blunt the electrode tip and positive polarity for micro-hole drilling and penetration. A new phenomenon of pre-discharging current is discovered. In the first 20–30 ns of spark and arc pulses, the current starts to rise while the voltage remains the same. Effects of EDM process parameters, including the open voltage, electrode diameter, and polarity, on the rate of spark and arc pulses and electrode feed rate are investigated. A model based on the RLC circuit is developed to study the ringing effect at the end of a discharge. The intrinsic parasitic capacitance and resistance of a RLC circuit are calculated from the decaying voltage signal and compared under two sets of experiments with varying wire electrode diameter and gap voltage to validate the ringing model. The calculation and experimental results validate the proposed RLC model for ringing phenomenon. The model shows the electrode diameter has negligible effect on ringing and high open voltage increases the parasitic resistance and damping in ringing. The monitoring technique and ringing model developed in this research can assist in the selection and optimization of micro-hole EDM process parameters.     

双电极钛钙型焊条熔滴过渡及其影响因素

采用激光背光高速摄像系统对双电极钛钙型碳钢焊条的熔滴过渡及其影响因素进行了研究。结果表明，双电极钛钙型碳钢焊条具有细熔滴渣壁过渡、粗熔滴渣壁过渡、爆炸过渡和喷射过渡等多种熔滴过渡形式，其中细熔滴渣壁过渡占主导。双电极钛钙型碳钢焊条两芯间距、电弧电流及药皮重量系数的变化引起套筒形状发生相应变化，进而对熔滴的过渡行为产生影响。随两芯间距的减小、电弧电流的增大和药皮重量系数的增大，熔滴的过渡频率增大。     

Residual welding stresses in multipass welding of circumferential joints in pipelines

The main relationships governing the movement of the cathode (anode) spot of an electric arc, in particular, the effect of rotation of the arc spots, which can be visually investigated at low arc currents, are investigated. The reasons for this phenomenon are explained on the basis of the vortex electrodynamic model of the electric arc in which the current-conducting channel in the plasma arc column has the structure of the dynamic cylindrical coaxial condenser. This phenomenon must be taken in the analysis of the processes taking place in the weld pool because the rotation of the channel of the plasma arc column is the reason for the effective rotational displacement of the material of the weld pool.     

Ti合金表面WC92-Co8电火花强化层形成规律

电火花强化技术可在Ti合金表面制造0．05mm以上的硬质合金强化层，彻底改变Ti合金表面性能。通过微分电火花强化过程，研究了单脉冲、多脉冲放电时强化点的形成规律；不连续、连续强化点的形成及最终形成一定厚度强化层的规律性。认为Ti合金表面的WC92-Co8强化层是通过无数次合金化过程实现的；基体的单脉冲强化点具有明显的“坑涌”现象。旋转的电极对熔池有搅动作用。     

High-speed EDM milling with moving electric arcs

A novel high-speed electrical discharge machining (EDM) milling method using moving electric arcs has been proposed in this study. We connected a copper electrode rotating rapidly around its axis and a work piece to a DC power supply to generate a moving electric arc. To ensure high relative speed of any point on the electrode with respect to the work piece, the electrode was shaped like a pipe. It was observed that the electric arcs move rapidly within the discharge gap due to the revolution of the tool electrode, removing the materials on the electrode along the track of the arc roots. To explore the characteristics of machining with moving electric arcs, an EDM milling apparatus was devised. Two planes with approximately the same roughness were machined separately by this equipment and a traditional EDM machine for comparison. It was found that a much higher material removal rate can be easily achieved by EDM milling with moving electric arcs. In the meanwhile, wear of the tool electrode in this new method is negligible, which is greatly favorable for machining accuracy. The microstructures of these surfaces were also investigated for further information.     

电场增强的阴极弧放电TiCN薄膜结构及性能研究

采用一种新型的电场增强阴极弧沉积技术在304不锈钢表面制备了TiCN涂层。研究了附加电极电流对阴极弧放电特性、涂层相结构、截面形貌、耐磨性以及结合力的影响。结果表明:附加电极的引入显著增加真空室内等离子体密度,工件偏流提高近100%;只有超过一定阈值,附加电极电流才能有效减小晶粒尺寸、提高膜层致密性,同时也提高膜基结合力。附加电极电流为30 A时,膜基结合力达到HF1,相对于无附加电极情况样品表面摩擦系数降低了33%,磨痕宽度最小,耐磨性最好。可见电场增强阴极弧放电是一种非常有效的TiCN制备方法。     

片状偏钨极电弧特性的数值模拟

基于流体力学和麦克斯韦方程组,建立片状偏钨极电弧三维数学模型,计算得到电弧温度场、流场、电场及电流密度分布.结果表明,片状偏钨极厚度方向电弧温度场、流场、电场及电流密度呈对称分布;相同焊接工艺参数下,片状偏钨极电弧最高温度、最大流速及电流密度小于圆柱钨极电弧;电流密度受片状偏钨极前端斜边引导作用和电弧惯性后拖效应的共同影响,其分布范围沿钨极宽度方向扩展,且电弧等温线在该方向上扩张;片状偏钨极前端斜边倾角的改变,会引起电流密度在钨极前端局部集中,并导致阴极下方高温区和阴极射流沿斜边偏移.     

一种新型堆焊热源——碳极氩气拘束电弧

从降低堆焊稀释率和硬质合金烧损率，提高堆焊熔敷率的角度出发，用电弧等离子体光谱多线诊断装置对碳极氩气拘束电弧物理特性进行了测试，将测得的谱线光强信号经光电倍增管作光电转换与放大，然后将转换后的电信号输入A/D装置，变成数字量后，输入微机处理，以获得温度，成分，压力及其分布，结果发现，碳极氩气拘束电弧温度比自由碳极电弧温度高，电弧气氛具有一定的还原性，电弧温度，压力分布均匀，上述特点有利于提高堆焊质量。     

含钨高温合金钨夹杂成因的研究

研究了含钨高温合金棒材中钨夹杂的形貌、来源及形成原因。研究结果表明,含钨高温合金棒材中钨夹杂的来源是用于合金电极棒焊接的钨电极。氩弧焊钨电极的消耗是钨夹杂形成的原因;结构不合理的等离子弧焊枪导致等离子焊机设备没有形成真正意义的等离子弧,加热能力下降,如果使用的焊接电流越大,熔化的可能性越大,合金出现钨夹杂的几率也越大。