电弧螺柱焊技术的发展与应用

综述了电弧螺柱焊技术的发展和应用。作为一种广泛应用的螺柱焊接方法，电弧螺柱焊技术具有焊接效率高，易于实现自动化控制等优点。以焊接设备的发展更新、焊接材料的研究及应用领域为主要内容，对电弧螺柱焊中的普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊进行了比较；介绍了电弧螺柱焊中新发展的短周期控制方法，通过短周期拉弧螺柱焊技术与传统电弧螺柱焊技术的对比，突出了短周期控制方法的特点和优点；指出短周期拉弧螺柱焊是当前占主导地位的电弧螺柱焊方法，大直径螺柱的短周期拉弧螺柱焊研究将是重要的研究方向。     

焊接电弧信息测试分析系统

以焊接电流、电弧电压、电弧光谱为信息源，开发了一套可进行信号采集、信号处理、信息提取的焊接电弧信息测试分析系统，并可实现同步高速摄影。研制的电弧电压、焊接电流传感器具有良好的强弱电隔离性能，良好的输出信号品质，很好地保护了采集卡及计算机。设计的电弧光谱传感器信噪比高，可得到品质良好的电弧光谱信号。基于Visualbasic语言开发的软件系统可采集多路焊接电弧信号，并可对采集的信号进行瞬时分析和统计分析，以提取有价值的焊接信息。     

水下高压干式焊接电弧的研究现状

主要研究了环境压力对焊接电弧形态、稳定性、电弧电压特性、电弧电流密度、电弧温度、电弧热效率的影响及变化规律。试验是在焊接模拟压力舱中进行的。研究表明，随着环境压力的增加，弧柱压降及电流密度均增加，电弧也更明亮；电弧稳定性随环境压力的增加而下降。对高压环境下焊接电弧的进一步研究提出了建议。     

采用新型焊接电弧提高焊接生产的经济效益和焊缝质量

通过在传统的短路过渡电弧和射流过渡电弧的基础上进行创新,发展新型的焊接电弧,可以显著地提高电弧焊接在金属连接中的优越性。两种新的焊接电弧,forceArc~杂志焊接电弧和coldArc~焊接电弧可以在一个焊接电源上实现,对焊接生产具有现实意义。了解和掌握这些新型电弧的工艺特点,可以有效地将其应用到生产中,以此提高焊接产品的质量和焊接生产的经济效益。新型焊接电弧的出现使现有的有关焊前焊接接头准备的标准和规定,特别是有关坡口角度和焊接位置,需要重新考虑。新型焊接电弧可以应用于各种金属加工工业中的焊接生产,是对弧焊工艺的一个创新。     

三丝间接电弧焊电弧形态及焊缝成形分析

气体保护三丝间接电弧焊是一种新型的焊接方法，电弧建立在主丝与边丝之间，工件不连接电源.文中建立了稳定的三丝间接电弧，针对焊缝侧壁熔合问题，分析了不同焊丝分布方式产生的电弧形态对侧壁熔合的影响；针对焊缝层间熔合问题，采用后置钨极的方法实现了焊缝层间熔合.结果表明，主丝与边丝送丝速度与熔化速度相匹配，可建立稳定的三丝间接电弧；焊丝分布Ⅳ沿焊接方向的电弧偏向两侧壁，垂直于焊接方向的电弧形态集中，电弧稳定性好，可实现焊缝侧壁均匀熔合，熔合深度为1~1.2 mm；施加后置钨极，可实现焊缝层间熔合，焊缝抗拉强度为420 MPa，断裂位置发生在母材.     

激光—MAG电弧复合热源焊接过程的影响因素

针对激光-MAG电弧复合热源焊接过程的几个主要影响因素展开了研究.通过焊接电弧分析仪发现激光-MAG电弧复合热源焊接时,光斑-焊丝之间的距离为1mm时,焊接电弧最稳定.通过对熔深、熔宽的分析发现,复合后熔深能够增加1.5倍以上,并且激光-短路过渡电弧MAG复合热源焊接还能够改善焊缝的润湿性,增加熔宽,减弱焊缝的咬边现象,与单独激光焊接时相似,当激光的焦点位于工件表面以下1mm时,熔深达到最大值.     

保护气体中氮气比例对高氮钢双面同轴TIG焊接工艺性的影响

针对高氮低镍奥氏体不锈钢开展了双面同轴TIG自熔焊试验，分析了保护气体成分对电弧电压、电弧形态、钨极形貌、焊缝气孔与含氮量的影响规律. 结果表明，随着保护气体中氮气比例的提高，平均弧压以三次函数的速度增大，波动程度亦随之呈增大趋势；氮气的加入导致电弧显著收缩，焊后钨极表面覆盖棕褐色氮化钨薄层，同时焊接飞溅增大，电弧出现周期性“尾焰反射”现象，焊接稳定性随氮气比例提高而变差；随保护气体中氮气比例的提高，焊缝气孔数量和最大气孔尺寸同时增加，焊缝含氮量先增大后趋于稳定；为了降低焊接不稳定和焊缝气孔的不利影响，保护气体中氮气的比例应低于20%.     

多股绞合焊丝研究与应用进展

详细介绍了多股绞合焊丝的结构特性及作为熔化极焊接材料的电弧特性，综合论述了其在多种焊接方法中的研究进展和焊接应用现状，并对今后的发展进行了展望。从目前的研究结果来看，多股绞合焊丝的研究主要集中在大直径碳钢和不锈钢；多股绞合焊丝作为熔化极焊接材料具有电弧耦合、旋转电弧和搅动熔池等特点有助于提高焊接接头综合性能，可以有效的解决传统焊丝难以解决的大直径焊丝热输入大、焊缝组织不均匀、焊缝气孔率大、侧壁熔合不良和熔敷速度低等问题。多股绞合焊丝因生产成本高、缺乏相关标准和配套焊接电源与焊接辅助设备等问题，其推广与应用受到了限制。因此，文中为多股绞合焊丝以后的发展提出一些建议。     

电弧螺柱焊中实现螺柱的低速送进

螺柱送进速度是电弧螺柱焊中的一个重要参数。基于对工程中广泛应用的电磁式螺柱焊枪工作原理的深入分析，提出螺柱低速送进的同时提供足够的挤压力可以实现电弧螺柱焊接，研制开发了步进式电弧螺柱焊枪及其控制系统。作为实现螺柱低速送进的焊枪，其动力机构为步进电机，螺旋传动装置为运动机构主体，保证螺柱低速送进时对接头处金属具有足够的挤压力。试验结果表明，采用步进式电弧螺柱焊枪，螺柱低速送进可以完成电弧螺柱焊过程；弯曲试验结果表明螺柱焊接头能满足使用要求。     

YAG/MAG激光电弧复合焊工艺研究

利用YAG激光焊头和MAG焊枪旁轴复合进行了1Cr18Ni9Ti不镑钢的激光电弧复合焊工艺研究。研究表明：影响复合焊过程的主要工艺参数有激光功率、焊接速度、焊接电流、电弧电压、激光焦点位1、两热源的间距和相对于焊接方向的排列方式等；在一定的焊接工艺条件下所研究的YAG／MAG复合焊具有协同效应。电弧参数测试也表明，当激光与电弧复合的协同效应存在时，复合焊电流高于电弧焊，而电弧电压降低；若电弧采用过大的焊接电流与激光复合，尤其是在较低的焊接速度时，复合焊过程体现不出协同效应．复合焊熔深反而低于激光焊熔深。复合焊激光焦点位置变化对电弧稳定性和熔宽影响小，但获得最大熔深的焦点位王不同于激光焊。激光前置焊比激光后置焊获得的熔深大，两种条件下均在两热源闻距为0.5mm时熔深最大。     

电弧超声对Q235A的SMAW焊缝组织和性能的影响

作为焊接电弧的热源，对其施加高频调制后可变成可控的超声发射源。通过对比常规SMAW和电弧超声作用下SMAW的Q235A焊缝组织，发现电弧超声能够细化熔合区晶粒，并使得粗晶区宽度变窄；同时．磁记忆检测法的结果表明，电弧超声改善了焊接接头的残余应力分布。     

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.     

TIG焊接过程计算机模拟的现状及发展

焊接电弧和熔池是焊接过程中的两大组成部分，笔者以TIG焊接过程为对象，讨论了TIG焊接电弧和熔池计算机模拟的现状，分析了模拟过程中存在的问题，并指出将焊接电弧和熔池动态结合起来进行分析和研究是未来焊接过程模拟的发展方向。     

双电极焊条单弧焊的电弧特性

针对双电极焊条单弧焊焊接新工艺，作者研究了其电弧静特性和双电极焊条的熔化特性，并用高速摄像机对双电极焊条单弧焊的电弧形态进行了研究。结果表明。双电极焊条单弧焊具有上升的电弧静特性，静特性曲线随两焊芯间距的增大而上移；在两焊芯间距合适的情况下，双电极焊条阴、阳极熔化速度可以保持一致，故双电极焊条单弧焊可使用交、直流电源，其熔化速度比单芯焊条的大并随焊接电流的增大和两焊芯间距的减小而增大；双电极焊条单弧焊电弧有多种形态。     

焊接光谱信息的研究现状

对电弧焊的研究,无论从冶金学还是结构力学方面在材料加工过程中都是重要的,大部分问题的分析都必须依赖于焊接电弧所发生的现象做出正确的认识与理解。因此,需要对焊接电弧内部的物理过程及现象进行充分的研究以获取更多的信息。由于电弧的特殊性,导致直接测量焊接电弧困难。以往的对于电弧声信号、电信号和光强信号的研究,在焊接过程检测中存在一定的局限性,光谱法对克服这些困难具有极大的优越性。因此,如何获取和分析电弧光谱信息,对于焊接研究电弧物理特性具有重要意义。     

氟化物A-TIG焊接Ti6Al4V的电弧行为

试验选用MF型氟盐(LiF，NaF，KF)、MF2型氟盐(MgF2，CaF2，BaF2)和KN型钾盐(KF，KCl，KBr)对氟化物A-TIG焊接Ti6Al4V的电弧行为进行了研究. 结果表明，LiF和KBr活性剂不会影响A-TIG焊电弧行为；KF和CaF2活性剂会显著收缩电弧，增加电弧温度，但不会影响电弧力；MgF2活性剂能显著收缩电弧，增加电弧温度，并能增大电弧力；BaF2活性剂不会影响电弧形态，但能增加电弧温度，减小电弧力；NaF和KCl活性剂可以不同程度地收缩电弧，增加电弧温度，但不会影响电弧力. 此外，A-TIG焊接Ti6Al4V应优先选用氟化物作为活性剂，在MF型氟盐中应优先选用KF，在MF2型氟盐中应优先选用MgF2.     

不同介质水蒸气等离子弧特性

采用光谱方法对水蒸气等离子弧的组成和温度进行了诊断，诊断结果表明，水蒸气等离子弧主要由氢原子、氢离子、氧原子、氧离子和白南电子组成；水蒸气等离子弧具有高温高焓特性，并具有强氧化性。通过光谱法对水、水 乙醇及水 丙酮等不同介质的水蒸气等离子弧温度进行了测量，结果表明，纯水介质的水蒸气等离子弧温度最高，水 乙醇介质电弧温度最低；随着乙醇或丙酮浓度的增加，电弧温度下降。对不同介质的水蒸气等离子弧的切割和焊接性能进行了试验研究，试验结果表明，浓度为20％～30％的乙醇或丙酮水蒸气等离子弧具有较好的切割性能；但是水蒸气等离子弧的焊接性能还不能令人满意。     

激光-同轴电弧复合焊接热源焊接

在建立和研究空心钨极电弧的基础上，对激光－同轴电弧复合焊接热源焊接特性进行了深入研究，试验结果表明，激光与电弧相互作用增强的效果十分显著，采用同轴电弧作为辅助热源增大焊接熔深的效力优于激光－旁轴电弧复合焊接热源焊接效果，在试验的基础上，得到了激光－同轴电弧复合焊接热源焊接熔深的变化规律。     

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.     

基于LabVIEW的电弧传感跟踪控制系统

在图形代码语言LabVIEW环境下，构建了电弧传感跟踪焊接参数检测系统。描述了基于虚拟仪器的电弧传感跟踪系统的控制方法。该仪器具有在线分析、显示电弧传感电参数曲线、控制输出旋转扫描速度、焊接速度以及逻辑控制等功能，给出了采用虚拟仪器技术实现电弧传感跟踪控制的系统软件设计方法及控制流程。