熔滴短路过渡频率对CO_2焊接过程稳定性的影响

在依次改变送丝速度v_e。电弧电压U_a、保护气体流量Q、焊接速度v_w和焊丝伸出长度l_e等多种工艺参数的条件下,基于数值分析,全面评估了CO_2焊接过程熔滴短路过渡频率与焊接过程稳定性的定量关系,证明了在改变送丝速度v_e、电弧电压U_a和焊丝伸出长度l_e的条件下,熔滴短路过渡频率f与焊接过程的稳定性成正相关关系,而在改变保护气体流量Q和焊接速度v_w的条件下,熔滴过渡频率f却失去了表征焊接过程稳定性的能力,不能够作为焊接过程稳定性的评价指标。     

焊接速度对CO_2激光-GMAW-P复合焊接等离子行为及熔滴过渡影响研究

在CO_2激光和GMAW-P复合焊接过程中,焊接速度是用来控制对工件热输入的重要参数,但是焊接速度的改变也会影响到等离子行为及熔滴过渡。文中研究了焊接速度对激光致等离子体形态、熔滴过渡和输出电信号的影响,通过高速摄影观察了焊接过程激光等离子体和熔滴过渡,采集了焊接过程电流电压信号,试验结果表明,较低的焊接速度会产生大量的激光致等离子体,这种等离子体的产生改变了熔滴内电流分布,阻碍了熔滴过渡,增加了弧长及熔滴尺寸。     

电磁场对CO2焊电弧及熔滴过渡的影响

基于减少CO2焊飞溅的目的,研究了磁控CO2气体保护焊接技术.探讨了外加磁场对电弧及熔滴过渡的作用机理,明确了所需的外加磁场分布.在此基础上,对不同截面形状绕线圈所产生的磁场分布进行了有限元模拟分析.结果表明,圆形截面绕线圈产生的磁场分布具有较好的轴向性,而方形线圈产生的磁场分布的径向性有所增强,因此励磁线圈应选用方形截面绕线圈.     

焊接电弧熔滴过渡特征光谱窗口的选择

焊接电弧光谱是一个丰富的信息源，电弧中各种变化都能在电弧光谱中得到体现，不同波段不同谱线的电弧光谱所包含的信息各不相同。熔滴过渡过程直接导致电弧空间粒子浓度和分布的变化，检测相应的电弧光谱就能检测喷射过渡电弧的熔滴过渡。文中介绍了熔化极电弧光谱分布特征，分析了窗口光谱辐射理论，提出了焊接电弧熔滴过渡特征光谱窗口的选择原则，并在此原则指导下选取了特征光谱窗口。对熔滴过渡过程进行检测和控制。试验证明，这种特征窗口光谱信息能够像光谱仪谱线信息一样很灵敏地反映熔滴喷射过渡过程，可以利用该信号进行熔滴过渡闭环精确控制。文中的熔滴过渡信息的检测和控制都取得了非常好的效果。     

超声-MAG复合焊接熔滴过渡受CO_2含量的影响

介绍了一种新型MAG焊熔滴调控的方法,基于前期研究,首次将超声驻波场引入MAG焊.在不同保护气体成分(CO2含量)条件下,探索研究超声对MAG焊熔滴过渡的影响.结合高速摄像拍摄的电弧与熔滴图像,研究了电弧长度以及熔滴导电区域夹角变化,结果表明,低CO2含量条件下超声作用更加明显,但随着CO2含量增加,特别是超过20%时,短路过渡中超声对电弧压缩效果趋于恒定并最低.滴状过渡中阻碍熔滴过渡的电磁力逐渐增强,最终也抵消了超声的促进作用.显示出超声作用效果对CO2含量的选择性.最后利用纯CO2保护的超声-MAG复合焊试验验证了试验的有效性.     

短路过渡CO_2焊熔滴过渡过程控制

CO_2短路过渡焊接是一种高效、节能的焊接方法,但其飞溅大、熔深浅的问题一直未能根本解决.本文在研究CO_2短路过渡焊接电弧熔滴过渡机理和飞溅产生原因的基础上,提出并实现用于检测液桥收缩程度的电阻变化率检测法,在此基础上实现熔滴短路过渡模式下焊接电弧的闭环控制,有效地抑制了短路过渡中的焊接飞溅,取得较好的工艺效果.     

等离子-MIG复合焊接熔滴过渡及电弧耦合特性研究

通过电信号采集系统和高速摄像采集系统对等离子-MIG复合焊接的电流信号、电压信号和熔滴过渡过程进行了同步采集,研究了等离子-MIG复合焊在不同焊接规范下最佳的熔滴过渡方式,对等离子电流对熔滴过渡的影响及复合焊接电弧耦合关系进行了分析。结果表明,等离子-MIG在不同焊接规范下均能实现良好的射滴过渡。在等离子-MIG复合焊接过程中,等离子电流对MIG焊的焊丝伸出长度和熔滴过渡有影响,随着等离子电流增加,MIG焊焊丝伸出长度逐渐缩短,直至由一脉一滴转化为一脉多滴;等离子弧与MIG弧相互耦合,MIG弧的加入使得等离子弧的电压升高,而等离子弧对MIG弧几乎没有影响。     

外加纵向磁场对短路电弧与熔滴过渡的作用

利用高速摄像装置拍摄外加纵向磁场作用下的CO2焊接电弧,对电弧形态进行了研究。通过高速摄像照片得知,在外加纵向磁场的作用下,CO2焊接电弧在一最佳磁场参数范围内,呈上端收缩、下端扩张高速旋转的钟罩形。根据试验结果计算出CO2焊短路过渡的短路时间和燃弧时间,分析了外加磁场对熔滴过渡的控制作用。     

低气压环境对电弧熔滴过渡行为的影响

对低气压环境条件下电弧焊接的电弧熔滴行为和焊缝成形进行了研究。结果表明,气压降低导致弧柱区的直径增大,电弧的稳定性和挺度下降;在相同焊接工艺参数设定下,气压愈低,熔滴尺寸增大,熔滴过渡频率愈低,焊缝成形愈差;适当降低电弧电压有助于焊缝成形质量的改善。     

磁场对双丝间接电弧焊熔滴过渡的影响

对磁场作用下的双丝间接电弧气体保护焊熔滴过渡变化规律进行了研究,通过励磁线圈对间接电弧施加外部横向及纵向磁场,磁感应强度值由特斯拉计侧出,熔滴过渡过程借助于高速摄像系统拍摄,并由示波器同步记录下电流和电压值的变化.研究表明,随正向横向磁场强度增加,熔滴颗粒变细,过渡频率增加,随负向横向磁场强度增加,熔滴颗粒变大,过渡频...     

活化焊丝电弧形态及熔滴过渡的研究

本文用ｎａｃＥ１０型高速摄影机研究了在焊丝加入Ｋ２ＣＯ３，Ｎａ２ＣＯ３，ＴｉＯ２等活化物质时，活化焊丝的电弧形态变化及熔滴过渡形式，并且与不加活化物质的实芯焊丝进行了对比。研究结果表明，活化焊丝的电弧弧根扩展，弧柱热量分布均匀，熔滴呈细小颗粒过渡，声音柔和，而实芯焊丝，电弧收缩，热量集中，熔滴呈大颗粒过渡，最后本文对产生这些变化的原因进行了简要分析。     

铝合金P-MIG焊接熔滴过渡研究

利用高速摄影和电信号采集系统对铝合金P-MIG焊接的熔滴过渡行为进行了观察,针对6061-T6试板进行了焊接工艺试验,分析了峰值电流、脉冲频率和电弧电压对熔滴过渡和焊缝成形的影响。结果表明,熔滴过渡随着峰值电流的降低由一脉一滴转变为两脉一滴,随着脉冲频率和电弧电压的增加,保持一脉一滴不变,对于2 mm厚的6061-T6铝合金试板,采用平均电流60 A、焊接速度35 cm/min、脉冲频率65 Hz时刚好可以焊透。     

激光-MIG电弧的复合作用及对熔滴过渡的影响

试验研究激光与MIG电弧的相互影响与相互作用,以及激光的加入对MIG电弧形态与熔滴过渡形式的影响.搭建了YAG激光-脉冲MIG电弧复合焊接试验系统,进行了焊接试验并同步采集了焊接过程中的电信号和高速摄像图片信号.通过分析电信号和高速摄像图片可以发现,对于一脉一滴的焊接过程,加入激光后熔滴过渡形式由一脉一滴变为两脉一滴过...     

铝合金Plasma-GMAW-P复合焊接电弧特性及熔滴过渡行为

研究了Plasma-GMAW复合焊接过程中的电弧特性以及熔滴过渡行为。结果表明,不同电流的等离子弧通过改变GMAW电弧的导电以及受力状态来影响GMAW电弧形态以及熔滴过渡行为。等离子弧电流较小时,GMAW电弧的等离子流效应对GMAW电弧形态影响显著,基值时期的GMAW电弧基本沿焊丝轴线燃弧,峰值时期由于在焊接方向上同时受到方向相反的2个力而被压缩,熔滴所受的等离子流力以及等离子流力垂直向下的分力因此增加,对熔滴过渡的促进作用增强,熔滴更易从焊丝脱落。等离子弧电流增加,氛围中金属蒸气增多,电荷流效应对GMAW电弧的影响增强,基值时期GMAW电弧偏向等离子弧方向燃弧,由于焊接电弧存在热惯性,MIG电弧在峰值时仍偏向等离子弧,熔滴所受等离子流力垂直向下的分力因此减小,熔滴脱离焊丝的时间增加。     

双丝间接电弧氩弧焊的熔滴过渡

采用氙灯背光高速摄像系统及示波器对双丝间接电弧氩气保护焊的熔滴过渡及其对应的电压、电流波形进行了研究.结果表明,双丝间接电弧氩弧焊焊接电流与电弧电压的不同匹配选择,熔滴具有短路过渡、大滴过渡、混合过渡、射滴过渡、射流过渡等不同过渡形式.随着焊接电流的增大熔滴尺寸减小,熔滴细化,随电弧电压的增大,熔滴尺寸减小.熔滴过渡形式与电压、电流的波形之间有很好的对应关系.     

高效MAG焊接熔滴过渡行为及交变磁场控制试验分析

探索更加高效的焊接方法和工艺是当前国际焊接界一个热点课题,而增大焊接电流和焊丝伸出长度可直接提高MAG焊焊接效率. 文中对商用MAG焊机进行改造,使送丝速度达到50 m/min,焊接电流提升至500 A以上,以进一步提高焊接效率. 但是熔滴旋转射流过渡的形成,导致电弧不稳,飞溅增大,因而采用外加交变磁场来改善电弧形态和熔滴过渡行为. 通过焊接工艺试验,分析了焊接电流对焊接飞溅率和金属蒸发速率的影响规律,研究了交变磁场对熔滴过渡行为和焊缝成形的作用. 结果表明,外加低频交变磁场可以有效提高大电流下电弧挺度和稳定性,缩短液流束长度,减小液尖偏斜程度,进而改善焊缝成形,大幅度提高焊接效率.     

CO_2激光-MAG电弧复合焊过程中激光功率对电弧及熔滴行为的影响

利用高速摄像系统和电弧分析仪分析CO2激光-MAG电弧复合焊过程中激光功率对电弧及熔滴行为的影响。试验结果表明:焊接过程中的实际热源间距受到焊接电流大小的影响,且当其在2 mm时焊接效果最优;在导电通道中的带电粒子在运动过程中扰动、漂移以及熔滴过渡模式、焊接模式的改变造成了焊接过程中电弧电流及电压波形的紊乱;激光功率影响了熔滴行为,当采用160 A和180 A的焊接电流时,激光功率的增加导致熔滴过渡频率先减小后增大。     

细丝大电流MAG焊的熔滴过渡机制

借助高速摄像分析了两种常规混合气体(80%Ar+20%CO2和98%Ar+2%O2)保护的细丝大电流MAG焊的基本特点,研究了焊丝伸出长度和保护气体成分对第二临界电流的影响规律,揭示了细丝大电流MAG焊的熔滴过渡机制.同时详细地分析了离心破断过渡、混合过渡和旋转短路过渡的产生条件和形成过程.并指出了80%Ar+20%CO2气体保护的细丝大电流MAG焊之所以无法应用的根本所在,从而确立了98%Ar+2%O2气体保护的细丝大电流MAG焊实现高效化焊接的可行性.     

CO_2气体保护焊熔滴过渡与飞溅的研究

利用高速摄影系统对CO_2气体保护焊的熔滴过渡和飞溅行为进行了观察,对其形成机理做出了分析,并给出减少焊接飞溅的措施。结果表明,随着焊接参数的增大,焊接中出现了短路过渡和大滴排斥过渡两种熔滴过渡方式。按照飞溅产生的原因不同,焊接中存在因气体逸出、电流激增和电弧力增大所导致的三种飞溅。根据飞溅产生的机理可知,改进焊接材料和工艺可以减少焊接飞溅。     

CO_2气体保护焊短路过渡熔滴尺寸的研究

利用高速摄影系统拍摄了CO_2气体保护焊熔滴过渡过程,借助高速摄影图像,通过椭球-球转换法精确测量了短路时的熔滴尺寸,分析了焊接电流、电弧电压、焊丝伸出长度和焊接速度对熔滴尺寸的影响。结果表明,熔滴尺寸与焊接电流成反比,与电弧电压成正比,随着焊丝伸出长度的增加,熔滴尺寸先减小后增大,在可焊的范围内,焊接速度几乎不影响熔滴尺寸。研究结果可为精确控制熔滴尺寸、提高焊接质量提供参考。