变极性等离子弧焊研究进展

变极性等离子弧焊的优点在于能够灵活调节特征工艺参数如电流频率、正负半波电流幅值及导通时间比，以满足铝合金焊接时的阴极清理和形成穿孔焊。介绍了国内外在实现变极性电流波形、电弧稳定性、阴极清理机理、小孔信号检测等方面的研究现状。指出保证前后级同步是双逆变电路形式的技术关键，双通道形式可克服主、维弧干涉并降低钨电极烧损。溅射、电介质击穿及瞬时熔化和蒸发是目前解释阴极清理机理的主要理论，重要的是工艺参数对清理的影响规律。近年来又出现了几种新的小孔检测方法，而正面检测及多传感信息融合仍是其主要发展方向。     

变极性等离子电弧稳定性及其控制

以变极性等离子电弧稳定性机理及其控制方法为研究对象,自行研制了80C196KC单片机为控制核心,主电路为双逆变型电路拓扑结构的VPPA1型变极性等离子焊接电源.重点分析小电流过零再引燃机理及其在大规范焊接条件下变极性等离子弧焊接系统及其电弧的稳定性.分别提出了在小电流焊接时通过程序设定方法将变极性等离子电弧由正极性变反极性之前提高过零电流,而大规范焊接条件下则控制过零电流的新观点,对科学认识变极性等离子电弧特性及其焊接过程控制有重要的指导意义.     

变极性等离子电弧力学行为研究

研究了变极性等离子孤焊接工艺参数对变极性等离子电孤力的影响规律,提出了变极性等离子电孤的力学特性,它是变极性等离子电孤的重要特性之一,试验结果对中厚板铝合金变极性等离子孤焊接工艺稳定性以及焊接过程控制有重要的指导意义。     

变极性等离子弧焊换向过程的变阻尼现象

通过试验证实了变极性等离子弧焊换向过程中存在焊接电流谐振现象,且不同极性转换时电流谐振峰值不同,即"焊接电源-等离子弧"系统在换向时呈现变阻尼状态.对换向过程燃弧机理分析表明钨极与工件作为阴极发射电子能力的差异是造成此现象的根源,进一步对换向电路分析后可知,换向系统的阻尼比为时变量.在不改变换向速度保证燃弧稳定性的情况下,通过对换向后系统阻尼比的调整,显著降低了电流谐振峰值,改善了大电流焊接时换向器件的工作状态.     

变极性等离子电弧形态对电弧力的影响

研究了变极性等离子弧焊接工艺中,电弧形态及力学行为随焊接过程变化的现象,提出了变极性等离子电弧力学行为随电弧形态的改变而变化的规律。通过高速摄像以及对电弧力和电流的同步检测,证实了联合型等离子弧在反极性时间内易形成双弧的事实。     

微束等离子弧焊变极性电源

介绍了微束等离子弧焊变极性电源的工作原理,研制的电源不人有电流极性比可调和方波交流频率可调的功能,而且还具有正、负半波电流幅值独立可调和交流载波焊接的功能,输出焊接电流２～６０Ａ,适合地铝合金薄板的焊接。     

变极性等离子弧焊双填丝工艺的研究

分析了焊丝填充方式对焊缝成形及其稳定性的影响,提出了双填丝VPPA焊接工艺。自行设计和制造了一套能实现双填丝VPPA焊接工艺的焊丝填充装置,试验研究了送丝方式对焊缝成形的影响,以及试件焊前装配时存在间隙和错边量情况下的焊缝成形情况。试验结果表明,双填丝VPPA焊接工艺对试件焊前的装配间隙和错边量都有较大的适应性。     

铝合金变极性等离子弧焊接头力学性能研究

采用变极性等离子弧焊技术,选择ER5356焊丝对10 mm厚的5083和6061铝合金板进行焊接试验,对焊接接头的力学性能进行了测试分析。结果表明,焊接接头成型良好,没有裂纹、气孔等缺陷,抗拉强度可达母材的60%左右。拉伸试验和断口扫描观察表明,5083比6061的焊接接头有更好的塑韧性。两者的断口形貌都以韧窝为主,而且韧窝底部可发现析出相的存在。     

变极性等离子电弧压力的径向分布

变极性等离子焊接过程中产生的电弧压力将直接影响到熔池的形态以及最后的焊缝成形,因此对其的研究有着十分重要的意义.关于电弧压力径向上的分布规律的探讨,对于电弧以及熔池的力学分析及数值模拟也具有现实的指导意义.利用U形压力计测量了不同焊接电流条件下的变极性等离子弧压力沿径向的分布,讨论了其分布规律,认为变极性等离子弧压力的径向分布仍然属于高斯分布,而不是双面指数分布.同时发现,电弧压力随着电流的增加而增长,但是增长幅度趋于缓和.     

中厚板铝合金VPPAW焊接工艺

以8 mm和10 mm厚的5456和2014铝合金板材为研究对象,讨论了2种材料对VPPAW焊接参数的敏感性,并就喷嘴孔径、喷嘴到工件距离和穿孔时间对焊缝成形的影响进行了分析,得到了中厚板铝合金VPPAW的焊接工艺,为后续研究奠定了基础.     

特高压开关铝罐体的变极性等离子弧焊接工艺方法

通过对16 mm厚5083铝合金罐体进行变极性等离子弧焊接工艺试验,分析了工艺参数变化对焊缝成形的影响,研究该铝合金罐体在不开坡口情况下分别采用氩气(需要焊前预热)和氦氩混合气作为保护气的变极性等离子弧焊接工艺,并制定出具体焊接工艺规范参数.试验结果表明,采用氦氩混合气作为保护气条件下焊接的工件,可以有效避免长焊缝预热不均、焊缝背面局部咬边等问题,同时可以降低热输入、提高焊接效率,焊缝质量达到正背面外观无缺陷、射线探伤Ⅰ级,能够满足高压开关罐体的设计要求.     

铝合金脉冲MIG焊电弧稳定性

对ＳＡ１Ｓｉ５和ＳＡｌＭｇ５两种铝金焊丝的熔化特性和不同电源外特性对脉冲ＭＩＧ焊电弧稳定性的影响进行了分析，提出了有效地控制薄板铝合金脉ＭＩＧ焊接工艺方法。     

交流MAG焊接电弧稳定性及其控制

介绍了一种新型交流ＭＡＧ焊接电弧稳定性及其控制的研究成果,提出了一种崭新的双凹电流波形,解决了ＭＡＧ焊交流电弧稳定这个一直很难解决的问题,对交流脉冲ＭＡＧ焊接电弧稳定性进行了较为系统的研究表明,脉冲参数是影响电弧稳定和实现合理的最主要因素,保护气体成分和流量、稳弧剂也是重要的影响因素。经过精收配置焊接参数的交流脉冲ＭＡＦＧ焊接法能实现电弧稳定并具有较合理的熔滴过渡形式,是一种具有重要应用前景的焊接     

一种实现变极性焊接电流波形的新方法

介绍了一种实现变极性焊接电流波形的新方法。正、负半波电流分别供电,在主弧负半波以冷却良好的铜喷嘴代替钨棒作阳极,既满足了对铝工件氧化膜清理的需要,又降低了钨电极的烧损,实现了稳定的变极性焊接过程。     

与弧焊逆变器兼容的高频引弧器的研究

本文介绍一种能与弧焊逆变器良好兼容的新型高频引弧装置。文中分析了该引弧器的原理以及影响引弧高频强度的因素及其调节，试验结果表明，该装置引弧容易，控制调节方便，并实现了高频主电路的无触点切断。     

VPPAW技术25mm厚壁铝壳体中的应用

针对25 mm厚的5083铝合金试板,进行了TIG、MIG、VPPAW+TIG三种不同方法的焊接试验,通过对其焊接接头的力学性能对比分析,确定出同样厚度的大型铝合金壳体更适于采用VPPAW+TIG的焊接方法,并通过试验制定出合理的焊接工艺,解决厚壁铝壳体的焊接容易出现气孔、热裂纹、变形、过烧等质量缺陷和生产效率低下的问题,焊后经检测,焊缝均达到Ⅰ级,生产效率提高两倍以上。     

The Dissymmetry of Friction Stir Welding Joints and Va-riable Polarity Plasma Arc Welding Joints Study

2219 aluminum alloys welding joints were prepared by Friction stir welding (FSW) and Variable polarity plasma arc welding (VPPAW).The microstructure of joints was characterized by means of OM,SEM,and EDX.Microhardness measurements was performed to differentiate the joint zones and to evaluate the symmetry level of the joints with the help of nano-indentation experiment.The dissymmetry of microstructure and mechanical properties was found both in FSW joint and VPPAW joint.The dissymmetry in FSW joint can not be suppressed due to the nature of the mixing head,but the symmetry and satisfactory welding joint can be obtained by changing the working pattern of VPPAW.     

等离子电弧力的研究

从等离子电弧力的角度 ,探讨了等离子弧焊接工艺参数及其匹配的内在联系与规律性。在不同工艺条件下 (焊接电流、等离子气流量、电极内缩量以及喷嘴高度 )对等离子电弧轴向力进行了测量。并通过显著性分析 ,定量地认识和描述了各工艺参数对电弧轴向力的作用和影响。进而指出了获得稳定的小孔型等离子弧焊接过程的必要条件。本文的工作对于等离子弧焊接工艺参数的匹配及其过程的优化有重要的指导意义。