铝合金变极性等离子弧焊焊接参数对焊缝成形的影响

采用VC++编程,开发了针对铝合金变极性穿孔等离子弧焊缝尺寸测试的软件,并对不同等离子气流量和焊接电流时的焊缝尺寸进行了测试,分析了两种焊接工艺参数对正反两面焊缝尺寸的影响。随着等离子气流量的增加,正面焊缝的尺寸下降,而背面焊缝尺寸增加,两面焊缝的余高的变化均有一定波动;随着焊接电流的增加,焊接热能和焊缝宽度进一步提高而余高略有下降。并对其机理进行了讨论,认为上述现象的产生与焊接电弧压力和焊接热量有关。     

变极性等离子弧焊双填丝工艺的研究

分析了焊丝填充方式对焊缝成形及其稳定性的影响,提出了双填丝VPPA焊接工艺。自行设计和制造了一套能实现双填丝VPPA焊接工艺的焊丝填充装置,试验研究了送丝方式对焊缝成形的影响,以及试件焊前装配时存在间隙和错边量情况下的焊缝成形情况。试验结果表明,双填丝VPPA焊接工艺对试件焊前的装配间隙和错边量都有较大的适应性。     

微束等离子弧焊变极性电源

介绍了微束等离子弧焊变极性电源的工作原理,研制的电源不人有电流极性比可调和方波交流频率可调的功能,而且还具有正、负半波电流幅值独立可调和交流载波焊接的功能,输出焊接电流２～６０Ａ,适合地铝合金薄板的焊接。     

变极性等离子在GIS铝合金壳体焊接中的应用

变极性等离子是一种新的焊接工艺，可以实现不开坡口一次焊透6-16mm厚度的铝合金；焊缝成形美观，宽窄一致，力学性能基本等同母材；X光探伤达到JB4730-94Ⅰ级标准。通过艾美特立式纵缝自动变极性等离子焊接系统与待统工艺“MIG＋TIG”焊接设备，在GIS铝合金壳体生产中的实际应用比较。阐述了变极性等离子工艺焊接厚大铅合金的技术优势和在GIS壳体焊接中发挥的重要作用。     

铝合金变极性等离子弧焊应力场数值分析

以传热学及热弹塑性有限元分析法为理论基础,利用ANSYS有限元分析软件,对铝合金变极性等离子弧焊接温度场、应力场进行数值模拟. 建立 "高斯+双椭球"热源模型,通过正反极性不同尺度热源模型的循环加载,实现对焊接温度场及其应力场较准确的计算;焊后在焊缝的纵、横方向选取不同的点进行残余应力实际测量. 结果表明,不同路径上焊接残余应力值其分布规律与理论基本相同;实际测量结果同计算结果进行比较,二者数值相差较小,说明数值分析的计算结果具有一定的理论指导意义.     

变极性等离子弧焊电弧稳定性研究

本文较深入地分析了变极性（方波交流）等离子弧焊电弧稳定性问题，并在试验基础上提出了新的方法。克服了主电弧负半波时的主、维弧相互干涉和钨极烧损等缺点，提高了电弧的稳定性。在焊接铝、镁及其合金时阴极清理作用明显。     

基于计算机仿真的铝合金变极性等离子弧焊温度场分析

采用"高斯+双椭球"热源模型,建立正、反极性等离子电弧热源模型。采用APDL(ANSYS parametric design language)编程语言,对变极性等离子弧焊(VPPA)温度场进行模拟。通过分析其温度场,计算出正、反极性等离子弧焊高温区面积和熔池形状,并通过实际焊接试验验证了该模型的合理性,这为焊接工艺参数的合理选择提供了理论依据。     

铝合金变极性等离子弧焊接头力学性能研究

采用变极性等离子弧焊技术,选择ER5356焊丝对10 mm厚的5083和6061铝合金板进行焊接试验,对焊接接头的力学性能进行了测试分析。结果表明,焊接接头成型良好,没有裂纹、气孔等缺陷,抗拉强度可达母材的60%左右。拉伸试验和断口扫描观察表明,5083比6061的焊接接头有更好的塑韧性。两者的断口形貌都以韧窝为主,而且韧窝底部可发现析出相的存在。     

变极性等离子弧焊研究进展

变极性等离子弧焊的优点在于能够灵活调节特征工艺参数如电流频率、正负半波电流幅值及导通时间比，以满足铝合金焊接时的阴极清理和形成穿孔焊。介绍了国内外在实现变极性电流波形、电弧稳定性、阴极清理机理、小孔信号检测等方面的研究现状。指出保证前后级同步是双逆变电路形式的技术关键，双通道形式可克服主、维弧干涉并降低钨电极烧损。溅射、电介质击穿及瞬时熔化和蒸发是目前解释阴极清理机理的主要理论，重要的是工艺参数对清理的影响规律。近年来又出现了几种新的小孔检测方法，而正面检测及多传感信息融合仍是其主要发展方向。     

2A12铝合金变极性等离子弧穿孔焊缝性能分析

采用具有辅助压缩孔喷嘴结构的焊枪,在大电流高焊速的焊接工艺下制备了2A12铝合金变极性等离子弧穿孔焊缝,并分析了焊缝的组织和力学性能.由于辅助压缩孔对焊接电弧的压缩,使正面焊缝宽度变窄,背面焊缝宽度增加,并提高了两侧焊缝的余高.焊缝内部以细小的等轴非枝晶结构为主,其强化相以Al₂Cu为主,还有少量的S相.Al₂Cu的形状及其分布状况决定了焊缝的力学性能,试验表明基体和焊缝的硬度差别不大,焊缝沿中轴线的显微硬度呈马鞍状分布,焊缝内部比较平缓,正反两侧焊缝的硬度分布波动较大.     

铝合金变极性等离子弧焊接工艺中的双弧现象

在铝合金变极性穿孔型等离子弧焊接工艺中，维弧电源对变极性电弧的稳定和工件受力状态有显著影响。在反极性时间内，部分主电流会通过维弧电源在喷嘴和工件之间形成自由电弧，产生双弧现象，增大喷嘴的烧损，同时，双弧的产生减小了反极性期间的等离子电弧力，使得电弧的穿透能力减小。     

穿孔法变极性等离子立焊的收弧过程

研究了穿孔法等离子弧焊的收弧规律。发现焊接电流、离子气流量和焊接速度对收弧过程影响较大。在收弧阶段采用适当焊接电流，增大送丝速度，减小离子气流量和焊接速度，以增加焊接热输入，可以实现收弧弧坑的填充。对于不同厚度的铝合金，收弧阶段的规范参数有一最佳区间。研究了收弧坑的接头性能，其抗拉强度和伸长率均不低于中间焊缝。     

变极性等离子弧焊换向过程的变阻尼现象

通过试验证实了变极性等离子弧焊换向过程中存在焊接电流谐振现象,且不同极性转换时电流谐振峰值不同,即"焊接电源-等离子弧"系统在换向时呈现变阻尼状态.对换向过程燃弧机理分析表明钨极与工件作为阴极发射电子能力的差异是造成此现象的根源,进一步对换向电路分析后可知,换向系统的阻尼比为时变量.在不改变换向速度保证燃弧稳定性的情况下,通过对换向后系统阻尼比的调整,显著降低了电流谐振峰值,改善了大电流焊接时换向器件的工作状态.     

变极性等离子弧焊电源设备主电路分析与设计

分析了双电源供电方式的变极性等离子弧焊电源主电路的工作原理，选择IGBT作为主功率开关元件，并对其工作参数及保护电路进行了设计。     

7075铝合金变极性等离子弧焊接头组织与性能

采用ER5183焊丝对厚度10 mm的7075铝合金进行变极性等离子弧焊,利用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、万能拉伸试验机和显微硬度仪对焊缝的显微组织和焊接接头的力学性能进行了分析和测试. 结果表明,7075铝合金变极性等离子弧焊接头成形良好,无明显的熔合区;热影响区的组织粗大,焊缝处和热影响区的硬度分别为120.9和125.9;焊缝处的抗拉强度为367.6 MPa,约为母材强度的62.4%,为焊接接头的薄弱环节.     

2A14铝合金变极性等离子横向焊缝成形特点

对6 mm厚2A14铝合金变极性等离子弧横向焊接的难点及焊接工艺参数的特点进行了研究,通过横向焊穿孔熔池受力分析,阐释了变极性等离子横向焊缝成形缺陷产生的原因.变极性等离子弧横向焊接的难点是焊缝正面和背面的咬边缺陷及焊缝上部(靠近熔合线)宏观气孔的聚集.稍小的焊接线能量有利于消除横向焊缝正面咬边缺陷,稍大的焊接线能量有利于消除焊缝背面咬边缺陷.分析认为变极性等离子横向焊缺陷的产生与穿孔熔池受力平衡及重力方向改变导致的流动密切相关.     

2219铝合金变极性等离子弧焊接接头

采用变极性等离子弧焊接技术对2219铝合金进行焊接,并通过光学显微镜、硬度计等分析和测试其焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明,2219铝合金采用变极性等离子弧焊接能得到良好的焊缝,焊缝组织晶粒比母材细小,焊缝区域硬度小于母材硬度。     

铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理

从铝合金变极性等离子焊接电弧物理特性出发,研究了铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理,分析了焊接参数对电弧热的影响规律。通过理论分析和试验研究,发现铝合金变极性等离子弧焊接时不对称电极特性对正、反极性期间电弧的产热具有很大的影响。反极性期间由于铝合金作为阴极,阴极压降大电弧产热量也增大。在变极性等离子弧焊接时正、反极性期间的焊接电流和持续时间等参数不同也是造成正、反极性等离子电弧产热不同的重要原因。     

铝合金变极性等离子弧焊接的工况适应性

以2A14和5A06两种铝合金为研究对象,进行了铝合金变极性等离子弧焊接的工况适应性研究。结果表明,与5A06铝合金相比,2A14铝合金变极性等离子弧焊接时的工况适应性较强,对间隙、错边等参数的适应范围宽。两种材料的固液相温差、热导率、比热容等热学性能差异是导致工况适应性差异的主要原因。     

基于现场总线技术的变极性等离子弧焊接控制系统

以嵌入式PC和德国倍福E-bus模块组成硬件平台,构建了一套基于现场总线的变极性等离子弧自动化焊接控制系统.利用EtherCAT协议构建系统的运动控制平台,建立空间笛卡儿三维坐标系,采用G代码命令编程,实现对于焊接空间轨迹的示教功能,同时利用DeviceNet协议构建系统的焊接工艺控制平台,建立变极性等离子焊接电源、等...