绝缘片约束TIG电弧载流区的静电探针分析

为了认识绝缘片约束TIG电弧载流区形态及电流密度的变化,采用一种低扰动静电探针,在电弧轴向不同高度截面内测定悬浮探针电位及饱和离子电流,并对不同约束程度下电位电流波形进行对比分析.结果表明,绝缘片高于弧根时,电弧不会受到绝缘片的固壁约束作用;在绝缘片的约束作用下,载流区电位梯度增大,并在绝缘片约束方向上发生收缩;载流区电流密度和温度随绝缘片约束程度增加而增大,且在靠近电弧截面中心的区域内,电弧能量更加集中.     

绝缘片约束TIG电弧在窄间隙中的加热特性

采用坡口侧壁放置绝缘片的方式约束电弧,在4 mm宽的I型坡口内进行窄间隙TIG焊接试验,通过分析坡口截面各区域熔化面积及其所占比例的变化,研究绝缘片约束TIG电弧的加热特性.结果表明,窄间隙中依靠绝缘片对弧根的固壁约束作用能够将电弧加热区域限制在坡口底部,增强电弧对坡口底部和底角的加热效果,防止电弧集中于侧壁燃烧;弧长、绝缘片对弧根的约束程度和焊接电流三者匹配时,可使坡口底角获得可靠熔合;弧长过长会导致电弧直接向侧壁攀升,且无法依靠绝缘片将电弧控制在坡口底部;绝缘片对弧根约束过多以及采用较大的焊接电流,均会导致电弧将绝缘片熔化,造成电弧燃烧不稳定.     

送进式焊剂片约束电弧超窄间隙焊方法

焊剂片约束电弧方法可在4～6mm的Ⅰ形坡口实现超窄间隙焊接,前期研究主要将焊剂片提前放入坡口底部,并取得了一定的成果.文中提出了送进式焊剂片约束电弧超窄间隙焊,利用焊丝送进速度通过变速机构转化成送带速度将焊剂片不断送进,并进行了工艺试验.结果表明,调节焊剂片熔化系数,电弧可达到理想约束效果,侧壁根部熔合良好;随着电弧电...     

超高频脉冲TIG焊电弧形态分析

设计出了一种新的高速摄像拍摄技术,可以拍摄脉冲焊中任意时刻电流对应的电弧. 利用脉冲焊中电流周期性变化的规律,在不同脉冲电流周期的相同点拍摄几十张照片并取其直径的平均数,解决了一般性能的高速摄像机拍摄速度低于超高频脉冲电流变化速率的问题. 基于自主研制的高频TIG焊接设备进行了工艺焊接试验,并利用MATLAB技术处理图像,研究了基值电流Ib为50 A,峰值电流Ip为100 A的焊接电弧. 结果表明,电弧随脉冲变化时间常数为几十微秒. 在脉冲电流突变时,对脉冲电弧加热及散热进行了分析,发现电弧扩张速度大于收缩速度.     

旋转电弧传感器动态电弧信号分析及其跟踪方法研究

正确分析传感器的动态电弧信号是实现焊缝跟踪的基础.本文通过对焊缝跟踪过程中一个周期内动态电弧信号的建模分析,得出由于跟踪过程中焊枪的运动使传感器的信号发生变化会导致误判的结果,并设计了主信号积分差值和调节频速比的控制方法,实现了对误判的有效控制,并通过实验验证了算法的可行性和有效性.     

旋转电弧GMAW焊接工艺

采用Q235低碳钢板,研究了旋转电弧GMAW焊接旋转频率和焊接速度两个工艺参数对焊缝成形及组织性能的影响. 结果表明,焊接过程中飞溅随着旋转频率的增加而增多,焊缝成形不美观,当旋转频率大于70 r/min,熔滴短路过渡飞溅显著增大,焊接过程不稳定,焊接速度对飞溅影响不大;焊缝余高随旋转频率的增加先增大后维持一定值,随着焊接速度的增加而减小;旋转频率和焊接速度对焊缝熔宽的影响很小;焊缝截面积不随旋转频率改变而改变,但随着焊接速度的增加而减小;焊缝鱼鳞纹间距与旋转频率成反比,与焊接速度成正比.     

焊剂带约束电弧特性的试验分析

通过向电弧两侧连续送入焊剂带以约束电弧的方法,对焊剂带约束电弧的特性进行了研究.结果表明,焊剂带靠弧柱区的热量被加热熔化,在稳定的焊接条件下,形成一个确定的焊剂带与电弧作用长度,其大小随电弧电压的减小,送带速度的增加而增大,这一参数直接影响着焊剂带约束电弧的形态,增加它可使电弧长度增长而宽度减小,进而可使焊缝的熔深增加而熔宽减小;焊剂带与电弧中心距离的减小可明显减小电弧的宽度,使焊缝熔宽减小而熔深增加;利用焊剂带约束电弧的特性可以实现超窄间隙焊接.     

超窄间隙焊接中送进焊剂片与电弧相互作用机制分析

送进式焊剂片约束电弧超窄间隙焊接中,连续送进的焊剂片与电弧相互作用的关系影响着焊接过程的稳定性.采用一种快速中断电弧的方法,得到了熄弧位置处焊缝熔池形态和焊剂片瞬时熔化形貌,分析了焊剂片对电弧的作用长度与电弧受约束程度的关系.结果表明,增加焊剂片送进速度或减小电弧电压,可使焊剂片对电弧的作用长度增加,当增至一定程度时,电弧被有效约束在坡口底部对侧壁根部进行均匀加热,获得根部熔合良好的平焊缝.当焊剂片对电弧的作用长度过小时,电弧的受约束程度减弱,电弧加热区域集中在两侧壁上,很难在坡口根部形成有效熔池,最终形成孔洞焊缝.     

铝合金变极性TIG焊接电弧行为

分别采用正弦波变极性和方波变极性氩弧焊对铝合金试板进行了焊接试验,利用高速摄像机和汉诺威分析仪分别对焊接过程中变极性电弧形态及电信号进行采集分析. 结果表明,电弧电压概率密度分布和高速摄像图证实了较小焊接参数条件下正弦波变极性比方波变极性电弧稳定性差的现象. 正弦波变极性TIG电弧随EP(反极性)的增加清理宽度增加,但熔宽未增加,证明此条件下正弦波变极性TIG电弧过于发散;焊接参数较大时,随EP的增加,正弦波变极性熔宽变宽,证实正弦波变极性TIG电弧稳定性随之提高,证明了铝合金变极性TIG焊接过程中EP极性电弧产热大于EN极性电弧能量的本质特征.     

水再压缩等离子弧加工陶瓷实验研究

为减小口宽度，提高切口质量，进行了水再压缩等离子弧切割陶瓷实验研究。内容涉及基本原理，实验装置及加工参数对弧柱特性，切口宽度，切口角，无渣切速的影响规律，结果表明，施加水再压缩对提高等离子弧柱的能量密度和稳定性，进而提高陶瓷件切割质量非常有效。     

磁再约束等离子弧切割陶瓷实验研究

通过磁再约束等离子弧切割陶瓷实验，考察约束磁场对等离子弧特性，切割质量及无渣切速的影响规律，分析了所用磁约束装置的性能和方法的局限性，指出了进一步研究高质量约束磁场装置的必要性。     

Effects of a constricted nozzle on the arc phenomena in the TIG welding process

Effects of a constricted nozzle on the arc phenomena in the tungsten inert gas (TIG) welding process are investigated by numerical simulation. the obtained results show that the temperature and velocity of the arc plasma are increased by attaching an additional gas nozzle, which is called the "constricted nozzle". As a result, the iron vapour does not diffuse upward but is transported outward. In addition, the heat transfer to the base metal surface is enhanced.     

陶瓷球双自转盘研磨方式下研磨均匀性的研究

对陶瓷球在双自转研磨盘研磨方式下的研磨均匀性进行仿真分析,表明研磨均匀性不仅取决于自旋角θ变化范围,而且取决于θ角的变化过程和球的自转角速度ωb的变化。对研磨均匀性来说,转速比函数幅值影响较大,相位的影响是很小,可以忽略。当内外下盘转速之比从0到2倍的进行连续周期变化时,可以得到较好的研磨均匀性,变化过程任意。     

超窄间隙焊剂带约束电弧电压及电流波形特征

为认清焊剂带约束电弧在超窄间隙中的作用,在放置焊剂带的I形坡口中进行熔化极电弧焊接试验.试验发现,坡口侧壁根部焊剂带裸露高度,控制着坡口侧壁的熔化高度;当裸露高度很小时,电弧的作用范围主要集中在坡口的底部,短路结束燃弧开始时弧长较长,在电压波形上表现为初始燃弧电压高,随后快速降低;电流波形反映出较高的短路电流峰值.结果表明,随裸露高度的增加,电弧作用范围从坡口底部向侧壁扩张,电弧长度缩短,瞬时燃弧电压降低,燃弧后电压下降速度变慢,甚至不再下降;同时反映出短路频率提高,短路电流峰值减小,瞬时短路出现几率增加.     

Weld formation and heating mechanism in ultra-narrow gap with constricted arc by ultra-fine granular flux

Ultra-narrow gap welding (UNGW) process with high stabilization,reliability and without spatter can be achieved with constricted arc by molten slag wall,which is made from melted flux.The experiments a...     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接根焊方法

超窄间隙焊接在对接焊接中有着独特的优势.在实际焊接工程中,对接焊有时要求采用单面焊双面成型的方法进行根焊.采用焊剂带约束熔化极电弧超窄间隙焊接的方法,结合在工件背面衬垫焊剂,并用铜板对焊剂加以支撑的背面焊缝强制成型方法进行熔化极电弧根焊试验.结果表明,通过焊剂带约束熔化极电弧,选择合适的焊接电压、焊接电流可以使坡口根部...     

焊剂带约束超窄间隙焊接母材熔化及熔池形成

为认识超窄间隙焊接母材熔化特性及熔池形成机制,在放置焊剂带的I形坡口中进行熔化极电弧焊接试验,采用一种快速中断电弧的方法,保留焊接过程中焊剂带、坡口底部和侧壁的熔化形态.结果表明,电弧区焊剂带热收缩效应和固壁约束作用能有效约束坡口中电弧作用范围.当选择合适的侧壁根部焊剂带裸露高度时,电弧加热区域控制在坡口底部和侧壁根部,熔滴过渡的冲击作用及电弧力集中在熔池前端,使熔融金属产生有利于排出熔池中气体和熔渣的流动,形成无缺陷焊缝.当侧壁根部焊剂带裸露高度大于一定值时,电弧所受约束减小,加热区域扩展到较大范围的坡口侧壁上,熔滴过渡分散在坡口底部和侧壁,熔融金属难以形成贯穿熔池的流动,焊缝存在较多孔洞.     

超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊缝成形分析

将超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接用于1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,通过改变焊接速度、电弧电压、焊接电流对焊缝成形进行了研究.结果表明,在热输入为1.75 kJ/mm和深宽比为1.34的条件下,也不易形成"梨形"焊道裂纹,并且单道焊接时熔化焊丝在超窄间隙内的填充高度可达11.5 mm.在其它焊接参数确定的情况下,随着电弧电压的增加,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊缝依次呈"凸焊缝"、"凹焊缝"及"电弧攀升"的成形规律.适合于超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的电弧电压与焊接电流匹配范围分别约为26~32 V和200~320 A.     

空心螺柱旋弧焊接方法

基于纵向发散型磁场迫使电弧沿螺柱壁旋转的思路,提出了空心螺柱旋弧焊接新工艺。针对外径12mm、壁厚3mm的空心螺柱,实现了螺柱焊电弧绕螺柱四周壁的均匀旋转。焊接工艺试验表明,旋弧螺柱焊工艺参数明显大于同外径实心螺柱,焊接工艺有较大的规范窗口,但相对实心螺柱窗口变窄,最佳旋弧电流参数范围为1～2A,焊接时间为600～700ms,焊接电流为800～900A。接头性能检测表明,旋弧螺柱焊获得了饱满美观的螺柱焊成形,宏观组织检测未发现未熔合、夹渣、气孔等焊接缺陷,界面焊合率达到了100%,接头强度可保持在330～390MPa。