谈谈等离子弧电极

等离子弧发生器是等离子弧焊接和切割的主要部件。其中关键的零件是喷嘴和电极,它直接关系到等离子弧的产生、稳定、压缩、刚度、电流密度等工艺性能。可以说,喷嘴和电极是电能转换为热能的“关口”。本文着重谈谈“电极”的材料、性能和发展状况。等离子弧发生器的电极担负着热电子的发射任务,要求电极材料熔点高,电子     

提高等离子弧引弧性能的方法

随着新材料新技术的不断发展,等离子弧的工艺方法越来越多,引弧问题直接影响到某种方法的应用和推广。目前,引燃等离子弧常采用高频振荡引弧,我国电焊机厂生产的引弧振荡器的频率仍为仿苏的150～300KHZ,这种振荡器存在几个问题:①振荡频率高,引弧时产生高频电磁场的强度达到15～24V/m,使振荡回路电器元件发热,同时电弧区产生大量臭氧O_3,对人体健康有害;②在高频高压(3000～4000V)作用下,振荡电容极易击穿,使引弧中断;③火花     

结构简单的等离子弧焊枪

本文介绍了一种适用于生产的、结构简单的等离子弧焊枪。它具有喷咀形状简单、易加工、易更换的特点．并很好地解决丁枪体冷却循环水的密封问题。     

不锈钢等离子弧焊接的质量控制

该文分析了厚度大于６ｍｍ的不锈钢采用等离子弧焊接出现质量不稳定的根本原因，是熔池重力，电弧压力与熔池表面张力之间的平衡状态失稳，从而导致“钥孔”状态不稳定。     

不锈钢等离子弧自动焊工艺应用

介绍了等离子弧自动焊接装备的主要结构以及等离子弧自动焊接工艺在不锈钢(厚4～10 mm)产品上的应用,通过数据分析与传统手工焊接方法对比,自动焊接技术具有高效经济的特点.     

等离子弧焊接过程数值模拟的现状及发展

以等离子弧焊接过程为对象，分别从焊接电弧和焊接熔池的角度，概括了近年来等离子弧焊接电弧及熔池数值模拟领域取得的一些进展，分析了现有数学模型中存在的问题，提出了今后的发展方向。     

等离子弧焊机PLC系统的研制

自行设计了l台等离子弧焊机，并以FXON-24型号的PLC(可编程控制器)为控制核心，设计了该焊机的自动控制系统。介绍了该焊机PLC控制系统的控制要求、I／O口分配以及其所完成的焊接时序等，并阐述了PLC建立起等离子弧的过程。实验证明，该PLC控制焊机能满足等离子弧自动焊接的要求。     

不锈钢活性剂等离子弧焊焊接电弧

针对活性剂等离子弧焊焊接过程,对焊接电弧外形的变化,焊接电弧电压与活性剂之间的关系进行了研究,采用红外热像伪着色法测定了活性剂等离子弧焊焊接电弧温度场,并建立了活性剂等离子弧焊焊接电弧热流密度径向分布模型.研究结果表明,活性剂等离子弧焊焊接电弧收缩,弧尾翼消失,尾焰加大,电弧穿透力增强,电弧电压升高;活性剂等离子弧焊焊接电弧的温度分布比较紧凑,温度场外形窄,温度分布范围较集中,电弧径向温度梯度较大;电弧径向温度分布呈现正态Gauss分布模式;使用活性剂后的焊接接头性能与未使用活性剂焊接接头相当.     

Pulsed plasma arc cladding

A prototype of Pulsed Plasma Arc Cladding system was developed, in which single power source supplies both transferred plasma arc (TPA) and non-transferred plasma arc (N-TPA). Both plasmas work in turn in a high frequency controlled by an IGBT connecting nozzle and workpiece. The working frequency of lGBT ranges from 50～7000 Hz, in which the plasmas can work in turn smoothly. Higher than 500 Hz of working frequency is suggested for promotion of cladding quality and protection of IGBT. Drag phenomenon of TPA intensifies as the frequency goes up, which tends to increase the current proportion of TPA and suppress N-TPA. The occupation ratio of IGBT can be regulated from 5%～95%, which balances the power supplies of both plasmas. An occupation ratio higher than 50% gives adequate proportion of arc current for N-TPA to preheat powder.     

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。     

Simulation analysis of double arc in plasma arc welding

Aimed at plasma arc welding, a mathematic model was established according to the theory of magnetic fluid dynamics. The model was numerically analyzed by ANSYS software. The temperature, current density and plasma velocity distributions of normal arc had been simulated and compared with those of double arc. The results show that the appearance of double arc has made the temperature of the nozzle rise up to 5 000 K. The appearance of side arc could make the current density of the main arc decrease, and also make the maximal temperature of the arc reduce.     

不锈钢PA-GTA双面弧焊工艺特点分析

详细分析了不锈钢等离子弧(PA)-钨极氩弧(GTA)双面弧焊(DSAW)的工艺特点,该工艺可以增加熔深,减小焊后热变形,尤其适用于中厚板的焊接.当小孔效应建立后,PA-GTA双面弧焊过程中的电弧均得到了不同程度的压缩,两焊枪之间的电弧电压出现下降趋势,节省了能源.形成小孔后,电弧穿过工件从工件内部进行加热,提高了热效率.表面张力、电弧吹力和电磁搅拌力均有利于获得较大的熔深,浮力有利于增加焊缝中间部位的宽度.     

等离子弧焊中电弧反翘现象的数值模拟

根据流体的质量、动量、能量守恒方程,建立了穿孔等离子弧焊接过程中的等离子电弧三维数学模型,用磁矢量法求解磁场问题.模型包括了一部分喷嘴和钨阴极,小孔也被包含进模型中.利用ANSYS有限元分析软件求解模型,得到等离子电弧的温度分布,以研究等离子弧焊中电弧反翘现象.结果表明,等离子电弧反翘随小孔尺寸的增大而减弱,电弧尾焰随小孔尺寸的增大而增强;而适当的增加焊接速度以使小孔轴线与电弧轴线之间形成一定的偏差是形成等离子电弧反翘现象的必要条件;焊接电流主要是通过改变小孔尺寸而对电弧反翘产生影响.     

穿孔等离子弧焊接中等离子云的检测

应用天体物理等离子鞘层理论的知识，分析金属板测量尾馅时产生电压和探针测量等离子云时产生电压的原因。当把探针放置在等离子云中，由于等离子体的特殊性，将在探针上产生了负电位，与工件电位差就是鞘层电压，并给出鞘层电压的计算公式，通过分析发现，鞘层电压大小仅仅与检测处等离子体温度和成分有关。提出了一种用无电源探针检测等离子云的新方法，通过检测等离子云中探针上产生的鞘层电压是否为零来判断小孔是否形成。试验验证了鞘层理论在等离子弧焊接中应用的正确性，同时给出了探针放置的最佳位置。     

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.