焊接电弧紫外光谱的分布特征

在电弧物理和光谱学原理的基础上,利用研制的焊接电弧紫外光谱计算机采集与处理系统,对ＴＩＧ焊电弧紫外光谱进行了研究。获得了不同焊接规范下的电弧紫外光谱频域分布特征和特定谱线的时间分布特征。结果表明：电弧紫外光谱的频域分布特征为连续光谱背景下的线光谱,焊接规范不同,紫外光谱的分布及幅值会有所不同,随着焊接电流的增大,产生波长更短的紫外谱线。在被测波段（２０５￣２８０ｎｍ）内,得到了一些比较分立的谱线,     

基于流体动力学的外加磁场对焊接电弧运动行为的仿真分析

采用基于磁矢量的麦克斯韦方程组与流体动力学方程组耦合求解的方法,利用F luent流体仿真软件建立在外加纵向磁场作用下的自由电弧数值模型。分析在不同强度磁场焊接电弧速度场与温度场的分布情况,着重研究焊接电弧分布规律,为纵向磁场下的电磁焊接行为的研究奠定了一定的理论基础。     

钨极氦弧焊接电弧的数值分析

以钨极氦弧焊接电弧为研究对象,根据磁流体动力学理论和局部热动态平衡假设,构建静止电弧的三维数学模型,通过求解质量、动量、能量、电场和磁场方程,得到了电弧形态的分布情况。所得计算结果与试验情况相当吻合,并与钨极氩弧焊接进行比较。同时,对等离子速度场以及电弧压力和电流密度进行了数值计算;文中进一步分析了不同电流和弧长对电弧温度、等离子速度和阳极电流密度的影响。结果表明,钨极氦弧焊对提高阳极的热输入有利,但钨极氦弧焊的电弧在轴向上的速度梯度大,压强梯度大,致使其电弧不稳定。     

焊接电弧光谱的空间特征及应用研究

探究了电弧光的辐射情况,给出了电弧光谱的空间分布,介绍了利用电弧光谱的这种分布实现的弧焊区图像的摄取、焊缝自动跟踪、自由过渡电弧熔滴信号的提取,脉冲ＭＩＧ焊光谱控制１脉冲１滴熔滴过渡的实时控制等的研究进展。     

基于分裂阳极的非柱对称电弧电流密度分布测量方法

电弧是弧焊过程中熔池金属熔化的能量来源,分裂阳极法是电弧阳极能量密度直接测量的有效方法之一.常规分裂阳极法是建立在电弧为柱对称结构的基础上,不适用于非柱对称电弧的阳极电流密度测量.试验提出在两条相互垂直的路径上依次进行分裂阳极电流数据采集的新方法,引入表征电弧不对称度的特征参量,进行椭圆环分割,以计算电弧阳极电流密度分布,修正分裂阳极法.通过预设的二维高斯分布的电流密度模型,检验了修正的分裂阳极法的可行性.结果表明,采用修正的分裂阳极法可以有效计算出电弧阳极电流密度分布.利用修正后的分裂阳极法实现了非柱对称侧向压缩等离子弧阳极电流密度的测量,与x方向相比,侧向压缩的等离子弧在y方向压缩明显,呈现典型的非柱对称特性.     

外加磁场下的焊接电弧运动分析

从磁场作用下带电粒子的运动出发,运用物理学的知识分析了TIG焊接电弧中的带电粒子分别在横向磁场和纵向磁场中的运动机制及电弧形态.在横向直流磁场中,焊接电弧整体偏向一侧;在横向交变磁场中,焊接电弧呈左右摆动状态;在纵向直流磁场中,焊接电弧中带电粒子作绕轴线的高速螺旋运动,焊接电弧整体呈钟罩型.详细推导TIG焊接电弧中的带电粒子分别在横向直流磁场中的偏转幅度和在纵向直流磁场中的扩展幅度,继而推测整个焊接电弧的实际运动状态,对实际生产过程有一定参考价值.     

基于旋转电弧传感器的水下焊接高压电弧仿真计算

旋转电弧传感器是焊缝自动化跟踪常采用的一种传感器,将它用于水下焊接是一门新课题.文章对高压环境下,采用旋转电弧传感器焊接所产生的电弧模型进行了仿真计算.结果表明,随着气压由0.1MPa升高到1MPa,电弧温度也升高,焊丝附近温度梯度也增大,同时电弧温度场由钟罩形转变为纺锤形.通过对两个不同气压下焊件表面温度的测量说明高压下要熔化同样的焊件需要施加更高的电源功率.对两个不同气压下旋转中心轴线与焊丝所在轴线纵向温度的对比可以证明使用电弧传感器的电弧加热形成的熔池截面形状应该是碗状的,而非指状.通过对电弧电流密度场和电场的分析解释了电弧温度场为纺锤形的原因.     

自保护药芯焊丝激光—电弧复合热源焊接电弧稳定性的分析

以自保护药芯焊丝（414N-O）为研究对象,借助电弧分析仪和高速摄像,对不同工艺参数下激光—电弧复合热源焊接电弧稳定性进行了试验研究.结果表明,复合热源焊接过程中,激光的加入明显的减小了自保护药芯焊丝电弧作用点漂移概率,拉长了电弧空间,降低了熔滴短路过渡概率,提高了电弧稳定性;工艺参数中,光丝间距和送丝速度对平均焊接电流影响显著;电弧电压和送丝速度对平均焊接电流变异系数影响显著;激光功率对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距和送丝速度有关,光丝间距和送丝速度越大,激光功率对平均焊接电流的影响越小;电弧电压对平均焊接电流的影响幅度与光丝间距有关,光丝间距D_LA=0 mm时,影响最显著;激光前置比激光后置更有利于平均焊接电流变异系的稳定.     

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.     

工艺参数对耦合AA-TIG焊电弧阳极电流密度的影响

针对耦合电弧AA-TIG焊,采用基于不锈钢阳极的钨探针法研究了主要工艺参数对电弧阳极电流密度分布的影响规律.与常规TIG焊电弧相比,在相同条件下耦合AA-TIG焊电弧的阳极电流密度明显降低,并随着电弧电流和辅助电弧中氧气流量的减小以及钨极间距和弧长的增大而减小.当主钨极和辅助钨极的间距较小时,耦合AA-TIG焊电弧的阳极电流密度符合高斯分布;当钨极间距较大时,阳极电流密度向双峰分布过渡,电弧边缘部位符合二次高斯分布,而中心部位偏离二次高斯分布.     

A dynamic welding heat source model in pulsed current gas tungsten arc welding

A time-dependent welding heat source model, which is defined as the dynamic model, was established according to the characteristic of PCGTAW. The parabolic model was proposed to describe the heat flux distribution at the background times. The recommended Gaussian model was used at the peak times due to the bell-shaped temperature contour. The dynamic welding heat source was composed of these two models with a function of time.     

基于方差分析法的C-276合金脉冲电流自动化钨极气体保护电弧焊参数优化

优化C-276合金脉冲电流自动化钨极气体保护电弧焊参数有着重要的意义。采用田口方法,设计了拥有4个焊接参数(脉冲电流、基值电流、脉冲电流占空比和脉冲频率),3个水平等级,9组实验方案的正交实验,利用方差分析每个焊接参数的贡献百分比。实验结果表明,当脉冲电流、基值电流、脉冲电流占空比和脉冲频率分别为165 A、77 A、60%和5 Hz时,焊件具有最大的熔深。     

脉冲电流对气体保护焊铝合金焊接接头的温度、焊缝和性能的影响

比较了在恒电流和脉冲电流条件下,气体保护焊铝合金接头的温度分布和焊缝外形,研究了脉冲电流对铝合金接头的拉伸性能、硬度分布、微观组织特征和残余应力分布的影响。与恒电流焊接相比,由于在熔池发生了晶粒细化,使用脉冲电流焊接可以提高焊缝的拉伸性能。     

Determination of arc pressure and current density on the molten pool surface in plasma arc welding

A unified numerical model is developed to couple the plasma arc, weld pool and keyhole in a self consistent way. The plasma arc/anode interface and the melt/solid interface are treated specially, the VOF method is used to trace the moving keyhole wall, and the fluid flow and heat transfer in both the plasma arc and weld pool are numerically simulated. The distributions of current density and arc pressure on the weld pool surface during the keyhole formation process are analyzed using the coupled model. The predicted arc pressure and current density are compared with the experimentally measured results, and both are in good agreement.     

Thermal conduction theoretical analysis of temperature distribution during multiple-electrode submerged arc welding

In recent years, in order to reduce the costs of transportation and construction of pipelines, which are often constructed using multiple-electrode submerged arc welding (SAW), higher joint performance is required. Therefore, there has arisen the need to understand theoretically and control appropriately metallurgical and mechanical characteristics in heat-affected zone (HAZ), which has a significant influence on the strength and toughness of welded joints. Commonly, metallurgical phenomena in HAZ are evaluated based on the highest temperature and the cooling rate. Therefore, in order to control metallurgical and mechanical characteristics in HAZ by means of the welding conditions, evaluating the temperature distribution and the temperature history near the melted zone is essential. However, a detailed investigation of the temperature distribution for multiple-electrode SAW has not yet been carried out enough. In this study, in order to investigate the temperature distribution and histories during multiple-electrode SAW, the experimental results are compared with the theoretical results. In the theoretical analysis, the temperature rise equation in multiple heat sources welding is developed using the method of summation. Furthermore, on temperature distribution during welding, the effects of multiple heat sources, such as the number of heat sources and the distance between each electrodes, are considered quantitatively through the thermal conduction theoretical analysis. As the result, the distance between lead heat source and final heat source primally influences the area with the difference between a single heat source welding and multiple heat sources welding. Based on the results, it is expected to control temperature distribution near melted zone by more appropriate heat input characteristics, which is depended on heat source arrangement.     

基于分裂阳极法的电弧电流和电弧力的联合测试系统

焊接电孤的电流密度和电弧压力的分布特征对焊接工艺有重要的影响.以分裂阳极法为基础,开发了一套电弧电流和电弧力的联合测试系统,包括电弧的精密运动控制和高精度的数据采集系统.采用Matlab进行数据处理和数值分析,获得焊接电弧的电流密度和电流压力的分布特征.采用本系统分别对直流等离子弧和直流TIG电弧进行了测试,测试结果表...     

基于独立元分析的GMAW缺陷在线监测

采用独立元分析(ICA),用于气体保护焊过程在线监测.通过对过程的电参数进行独立元分析,去除焊接电流和电弧电压之间的相关性并提取出独立元.通过试验验证ICA对GMAW过程在线监测的可行性,发现当焊接过程有突变性干扰时,独立元(IC)能够对干扰做出反应.结果表明,IC可以作为表征过程是否异常的一个状态变量,通过对IC进行统计过程控制,能够分离出焊穿缺陷.并将ICA与主元分析(PCA)的结果进行了比较.     

电弧收缩电流频率对航空航天合金钨极氩弧焊薄板拉伸性能和显微组织演变的影响

研究电弧收缩电流频率(ACCF)对收缩电弧钨极氩弧焊(CA-TIG)焊接航空航天718合金板(厚度为2 mm)拉伸性能和显微组织演变的影响.实验设计每次一个变量,即采用从4 kHz到20 kHz之间5个不同的ACCF,其他参数保持不变.结果显示,采用4 kHz ACCF的接头具有良好的拉伸性能,焊接效率可达99.20％...