气流再压缩等离子弧焊接电弧行为

电弧等离子体行为对焊接接头组织结构和性能具有决定性作用,开展气流再压缩等离子弧特性研究对于指导先进材料的气流再压缩等离子弧焊接工艺和提高焊接接头质量具有重要意义. 针对气流再压缩等离子弧焊接新工艺,基于流体动力学和电磁理论,建立气流再压缩等离子弧数值分析模型,采用ANYSYS Fluent软件,通过C语言进行二次开发,定量计算等离子弧温度分布、流场分布、电势分布,分析压缩气对等离子弧温度场、流场、电弧电压的影响规律. 模拟结果表明,压缩气对喷嘴内的等离子弧温度分布基本没有影响,压缩气对喷嘴外的等离子弧具有拘束压缩作用;压缩气对等离子弧流场分布基本没有影响;压缩气能够提高电弧电压. 相同电流条件下,与常规等离子弧焊接相比,气流再压缩等离子弧焊接电弧穿透能力有望提高.     

金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺

提高电弧穿透能力是等离子弧焊接领域的重要课题.自主设计并搭建了金属粉末再压缩等离子弧焊接新工艺试验平台,采集焊接过程电信号、视觉信号、弧光光谱信号等,并从焊缝成形、电弧电压、熔融金属过渡、弧光光谱等方面对金属粉末再压缩等离子弧焊接过程进行了初步的研究.在相同焊接电流195 A条件下,与常规等离子弧焊接工艺相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝熔深增加1.29 mm、熔宽减少1.65 mm、电弧电压升高0.63 V.在波长为230 ~ 270 nm范围内,与常规等离子弧焊接相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接中Fe和Cr元素的特征谱线明显增多. 结果表明,在相同电流条件下,与常规等离子弧焊接相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接电弧穿透能力增强.     

气流再压缩等离子弧焊接工艺初步探究

等离子弧焊接在中厚板焊接领域具有重要的应用前景.自主设计搭建了气流再压缩等离子弧焊接系统,开展了气流再压缩等离子弧焊接新工艺试验研究.通过焊接过程监测系统分析焊缝成形,温感扫描图可以比较准确的反映实际焊缝成形.针对8 mm厚的304不锈钢,焊接电流为150 A时,常规等离子弧焊接熔深为6.53 mm;气流再压缩等离子弧焊接可以完全熔透工件,且正面焊缝和背面焊缝成形良好.结果表明,相同电流条件下,与常规等离子弧焊接相比,气流再压缩等离子弧焊接电弧电压升高;气流再压缩等离子弧焊接可以提高焊接熔透能力.     

等离子弧焊接技术及其应用展望

等离子弧焊接技术是一种高质量、高效率的焊接方法.本文对等离子孤和等离子弧焊接的原理、分类进行了介绍,并对等离子弧焊接技术的电弧能量密度大、熔透能力强、电孤方向性强等优点进行了说明.等离子孤焊接技术可用于多种金属材料的焊接,重点介绍了其在石油以及再制造技术领域的应用.最后展望了等离子弧焊接技术的发展方向.     

小孔等离子弧焊接能量分配及损失分析

通过公式计算对小孔等离子弧焊的等离子孤功率损失进行分析.等离子弧在焊接过程中的功率损失包括等离子弧通过喷嘴的功率损失、喷嘴出口到小孔的等离子弧功率损失、等离子弧穿过小孔的功率损失等.通过定量计算,研究了等离子弧在焊接过程中的功率损失以及在穿孔焊接过程中形成小孔所需要的等离子孤功率大小等问题.     

低频振动脉冲等离子弧钛合金焊接研究

文中通过在普通等离子弧焊接钛合金基础上,使用脉冲电流和低频振动等离子弧作用于钛合金焊缝,研究对比普通等离子弧、脉冲等离子弧、振动等离子弧及振动脉冲等离子弧钛合金焊缝组织和力学性能.结果表明,脉冲等离子弧可明显细化焊缝晶粒,振动等离子弧焊缝中心为网篮状α相针状马氏体.单独采用脉冲等离子弧或振动等离子弧,焊接接头的抗拉强度...     

焊接设备第三部分等离子焊接设备

1等离子弧焊接特点 等离子焊接(PA)是在TIG焊基础上发展起来的焊接技术.它利用等离子弧作为热源,气体由电弧加热产生电离,在高速通过水冷喷嘴时受到压缩,增大能量密度和离解度,形成等离子弧.其稳定性、发热量和温度高于一般电弧,具有较大熔透力和焊接速度.形成等离子弧的气体和周围的保护气体一般为氢气.根据各种工件的材料性质,也可使用氦或氩氦、氩氢等混合气体.等离子焊接的适用面广,从低合金钢到高合金钢,从黑色金属到有色金属,特别是航空航天等军工和尖端工业技术所用的铜及铜合金、钛及钛合金、合金钢、不锈钢、钼等金属的焊接,如钛合金的导弹壳体,飞机上的一些薄壁容器等.图67展示了等离子电弧和钨极氩弧焊电弧的不同.     

基于多信号检测的等离子弧焊接平台构建

焊接过程的准确检测是实现高效优质焊接的基础。实现等离子弧焊接过程的多信号检测对于指导等离子弧焊接工艺具有重要意义。文中搭建了基于多信号检测的等离子弧焊接平台,该等离子弧焊接平台包括等离子弧焊机和焊枪系统、机械运动机构、视觉检测系统、焊接过程监测系统、计算机控制系统等;通过视觉检测系统拍摄了等离子弧焊接电弧形态,测量出了喷嘴出口处的电弧直径与工件上表面电弧直径比值为0. 64,证实了等离子弧焊接电弧挺度高,发散程度小;通过焊接过程监测系统,拍摄了焊缝温感扫描图,在线实时监测了等离子弧焊接焊缝成形,结果表明温感扫描图可以比较准确地反映等离子弧焊接的实际焊缝成形。     

Ti-Si对SiCp/Al基复合材料等离子弧原位焊接性能的影响

以Ti-Si混合粉末作为填充材料,采用氮氩混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接,分析SiCp/Al基复合材料的焊接性.结果表明,填充Ti-Si混合粉末进行等离子弧原位焊接时接头组织致密,结合较好,焊缝组织中生成了新的增强颗粒,未发现明显的针状相生成,从而有效地提高了接头的力学性能.力学性能试验表明,采用Ti-Si混合粉末进行等离子弧原位焊接所获得的抗拉强度为232.3MPa.此外探讨了焊接接头中气孔形成的机制以及应采取的相应措施.     

等离子弧焊机的发展与前景

等离子弧是采用等离子焊炬压缩自由电弧,形成高温、高电离度和高能量密度的电弧,具有焊接质量高、焊接速度快、热量集中等特点.对比分析了等离子弧与TIG焊的差别.同时,分析了我国使用等离子孤焊机与国外使用量的差距,强调我国应大力发展通用型大电流等离子弧焊接设备,谁在大电流通用型等离弧焊机的研制方面走在前面,谁就站在了焊接时代的前沿.     

反极性弱等离子弧堆焊基本特性的分析

对反极性弱等离子弧堆焊基本特性进行了研究,分析了反极性弱等离子电弧的能量密度在不同气体流量和气体含量下的变化规律、电弧压力径向分布特性、电弧的热特性、反极性弱等离子弧的燃烧稳定性及静特性等特点.结果表明,反极性弱等离子弧具有较均匀的电弧压力,弧底部的电压径向分布、电流径向分布和阴极斑点的分布三者一致,均呈凹形分布,阴极斑点能量约占电弧有效能量50%,有90%以上的电流分布在内圆直径10 mm的圆环区,通过保护气流可以控制能量密度.反极性弧的阴极雾化作用有效地改善了堆焊金属与基体金属的结合状况.这就使得反极性弱等离子弧成为异种材料堆焊领域中一种理想的热源.     

旁路耦合微束等离子弧热特性及焊缝成形特点

针对传统微束等离子弧焊中焊丝熔敷率与焊接电流不能解耦的局限,提出旁路耦合微束等离子弧焊方法.通过给外填焊丝添加一电流,使焊丝与焊枪钨极间产生一个旁路电弧,实现熔化母材热量与熔化焊丝热量的解耦,确保熔化母材电流稳定的同时提高填充焊丝的熔化速度.对旁路耦合微束等离子弧焊的熔敷率、母材热输入及焊缝成形质量进行试验研究.结果表明,该方法既保持了传统微束等离子弧焊的优点,又在提高焊丝熔敷率的同时降低母材的热输入;并在其它焊接参数保持不变时,随旁路电流的增加,焊缝的熔宽、熔深和稀释率减小,余高和成形系数增大.     

不同水下环境介质对水下焊接电弧等离子体成分及温度的影响分析

文中通过对水下焊接电弧光谱的采集和分析,研究了清水、硼酸溶液、LiOH溶液、硼酸+LiOH混合溶液等不同介质的水环境对水下焊接电弧等离子体成分以及温度的影响,并对陆上焊接和水下焊接的电弧等离子体成分和温度进行对比分析.结果表明;不同的水下环境介质对水下焊接电弧等离子体成分以及温度几乎无影响.但水下焊接与陆上焊接相比,其电弧等离子体成分比陆上焊接明显增加了H和O元素.此外水下焊接过程中,由于水环境的影响,使水下焊接电弧温度低于陆上焊接.     

等离子弧金属快速成型设备控制系统设计

等离子电弧的弧柱温度高于普通电弧焊的两倍,且电弧发散非常小,等离子弧焊接时热影响区非常小,所以利用其进行零件制造时的成型精度高于其他电弧快速成型方法,并且不存在激光、电子束设备造价和使用费用高的缺陷,因此利用等离子弧作为热源进行快速成型制造成为研究热点。根据金属快速成型的主要特点和工艺流程,设计了等离子弧金属快速成型设备控制系统,该控制系统的控制核心为CP1H-PLC,配备了MT8-070i H3触摸屏、OMRON MY2N-J中间继电器单元。采用该设备进行实验,在合适的工艺条件下,成型件达到设计要求,证明该控制系统工作可靠、性能稳定。分析试验结果,初步掌握等离子弧金属快速成型工艺参数。     

The effect of adhesive layer on variable polarity plasma arc weld bonding process of magnesium alloy

The effect of adhesive layer was studied during variable polarity plasma arc weld bonding (VP-PAWB) process of magnesium alloy. During the welding process, arc behavior and temperature field on the upper surface of the specimens around arc were observed. In addition, microstructures of the welding joint were analyzed. Variable polarity plasma arc welding (VP-PAW) process was also conducted for comparison. Results revealed that the arc shape was concentrated as a result of the decomposition of the adhesive in alternating current electrode positive (ACEP) stage of VP-PAWB process. In addition, in VP-PAWB, the adhesive replacement of the air layer in VP-PAW made the thermal conductive rate and cooling rate increase. Besides, the adhesive decomposition escape upwards agitated the melt pool. As a result, the grains were refined.     

焊接与切割设备的使用和维修(六十七)——空气等离子弧切割机的使用与维修

介绍了空气等离子弧切割机切割前的准备、手工切割程序、自动切割程序、注意事项、割炬的安装维护及零件的更换、故障原因及其排除方法.同时列举了日本A-70等离子弧焊机的故障实例和解决方法.