离子体在陶瓷加工中的应用

针对工程陶瓷难以加工的现状,提出采用附加阳极等离子弧加工工程陶瓷的基本思想,介绍了该技术的基本原理、形式及特点.以加工厚度为6 mm的Al2O3陶瓷板为例,研究了水再约束、磁场再约束和水磁综合再约束等各种约束条件对等离子弧柱特性及切口质量的影响规律.结果表明,喷嘴直径为4 mm时,可获得宽度小于5 mm的光滑切口,切速达0.8~1.0 m/min.该方法有望发展成为一种高效、实用的陶瓷加工技术.     

两极横向磁场再约束等离子弧切割研究

提出了两极横向磁场再约束等离子弧的思想,设计了磁约束装置,并进行了不锈钢板切割试验,证明了两极横向磁场再约束等离子弧的可行性。研究表明：这种磁约束方法增加了弧柱的稳定性,可控性,能量密度和刚性,极大地提高了等离子弧的挺度,加大了切割的冲击力,从而减小了加工表面的波纹度及切口宽度和切口坡度,提高了切口表面质量。     

水再约束等离子弧切割的改进

针对现有水再约束等离子弧加工中存在容易断弧等问题，提出了把水射流“焦平面”与被切割工件上表面重合的水再约束方案，并分析了该方案中再约束水流量对弧柱稳定性及切口质量的影响。     

磁约束等离子弧加工的实验研究

本文采用尖状磁场约束等离子弧进行加工的方法，试验研究了磁场对等离子弧特性和行为的作用和磁约束等离离子弧对加工质量的影响。实验结果表明，磁约束等离子弧能提高弧的能量密度、刚性和加工能力，改变弧横截面的形状，从而提高了其加工质量。本文研究对等离子弧作为一种半精加工的手段，提供了最有效的途径。     

纵向磁场约束等离子弧加工的试验研究

基于磁场能阻止带电粒子穿越其磁力线和磁场能提高带电粒子的运行速度的原理，进行了纵向磁场约束等离子弧加工试验，并分析了受约束等离子弧的加工质量。阐述了纵向磁场约束等离子弧的机理。     

等离子弧切割：第十讲 等离子弧切割面的质量特性与安全技术

一、等离子弧割面的质量特性及其评定 1.切割面的质量特性 (1)切口形状 等离子弧切出的切口形状通常如图25所示、其特征是:①上宽下窄,切割面有斜度,且略呈弧线形(氩氢等离子弧切割时呈内凹形)。②左右切割面的倾斜角不相同。     

双尖角磁场再压缩等离子弧切割

通过对于双尖角磁场再压缩等离子弧的电弧形态、电特性、热特性、力学特性及电弧稳定性的测定与分析,说明采用双尖角磁场再压缩等离子弧沿电弧截面长径方向进行切割是提高切口质量、工艺稳定性和切割生产率的有效途径。本文介绍了采用此方法对16～20mmlCr18Ni9Ti钢板切割的试验结果,并就双尖角磁场的磁头结构、再压缩等离子弧的物理特征及工艺特性、切割规范选择以及切口质量进行了探讨。     

等离子弧切割第一讲 等离子弧切割的基本原理

一、概述 等离子弧切割是1955年在美国首先投入工业上应用的,当时采用氩气等离子弧用于切割铝及其合金,以后又开发出氩-氢混合气、氮-氢混合气等离子弧切割法,并推广用于切割不锈钢、铜及其合金等有色金属。它作为氧-乙炔焰气割法难以加工有色金属的一种有效切割手段而获广泛应用。 我国也在1959年就开发出了等离子弧切割技术和设备,并于1960年开始逐步在生产上得到应用,而且首先采用廉价的氮气作为工作气体。现在使用大电流等离子弧切割设备已能切割如下厚度的金属:不锈钢≤200mm,铝和铸铁≤150mm,铜及其合金100mm。     

高效“双弧等离子”焊接

一、高效“双弧等离子”焊接原理高效“双弧等离子”焊接原理,就是在已引燃的万度以上超高温等离子弧中,自动送进通电焊丝,由焊丝与工件再产生一个电弧,把这两个电弧合为一体进行焊接的方法,就称为高效“双弧等离子”焊接。等离子弧可采用脉冲引弧或高频振荡器引弧,而焊丝与工件之间的电弧,只要在焊丝与工件之间加上80～100伏的电压就可以顺利的引弧了。高效“双弧等离子”焊接原     

大厚度铝合金变极性等离子弧穿孔立焊技术

研制以16位单片机为控制核心的双逆变型铝合金变极性等离子弧穿孔立焊专用设备,测试并分析变极性等离子电弧力学特性,对变极性等离子弧稳定性、电弧力和电弧能量的传递特征进行了深入的探讨。研究发现铝合金变极性等离子穿孔焊接中正极性电弧对力更具影响,而反极性电弧对热更具影响,实时保持穿孔熔池上热和力的平衡是厚板变极性等离子弧稳定穿孔焊接关键所在。用自行研制的设备成功实现了15 mm LD10铝合金变极性等离子弧穿孔立焊工艺,研究结果对于将变极性等离子弧焊接工艺应用到我国航空航天等领域具有重要的现实意义。     

工程陶瓷等离子切割基础研究

在分析采用激光，水射流，电火花线切割等方法切割工程陶瓷技术的现状与特点的基础上，提出采用附加阳极等离子切割工程陶瓷的基本思想，并通过实验证明此方法的可行性及其独特的优点，具有良好的应用前景。     

基于气熔比的氧化锆陶瓷薄板激光切割质量研究

采用一种基于气熔比控制的激光精密切割方法,研究了气熔比和板厚对激光切割氧化锆陶瓷板质量的影响,即气熔比对切缝质量、切面条纹形貌及粗糙度的影响。对气熔比分别为0.099、0.160、0.184和0.202的4组试件进行观测,发现提高气熔比可明显改善切缝质量,增大切面条纹光滑区长度和条纹波长,切面粗糙度由6.969μm降低到2.482μm。同时对板厚分别为0.8mm、1.0mm、1.5mm、3.0mm的4组试件进行观测,随着板厚的增加,气熔比减小,切缝质量降低,切面粗糙度由5.946μm降低到2.287μm。板厚为0.8mm、1.0mm时,切面为较光滑的周期性条纹;板厚为1.5mm时,切面呈现两个区域,即光滑区和粗糙区;当板厚增加到3.0mm时,切面呈现三个区域,即光滑区、粗糙区和鳞状层叠区。综合研究气熔比和板厚可以加深对激光切割机理的认识,为提高氧化锆陶瓷板的激光切割质量提供理论与实验依据。     

等离子弧加热切削时刀具材料和几何角度的研究

采用等离子弧加热切削加工超硬金属材料,通过对加热切削时刀具材料和刀具几何角度的试验研究,得出选择刀 具材料和几何角度的方法。     

Knowledge-based CNC torch path generation for laser cutting of planar shapes

In this paper, we propose a knowledge-based method for generating a CNC torch path for laser cutting of the outlines of planar shapes. The proposed method consists of two main phases: laser cutting knowledge construction and CNC torch path generation using the knowledge. In the first phase, laser cutting experiments are conducted on various operating parameters, and then empirical data are stored and analyzed to make up the knowledge of laser cutting. With this knowledge, we can inquire what a kerf width is for specific operating parameters. In the second phase, using the knowledge of laser cutting, the CNC torch path is generated for cutting the outlines of the given planar shapes. This phase is basically based on the offset generation of each outline by a sequence of arc splines, where the offset distance is the same as the half of the kerf width determined from the constructed knowledge. The proposed method based on laser cutting knowledge makes full use of arc interpolators in CNC torch path generation. The method can efficiently reduce the number of path segments while keeping the torch path within the desired accuracy.     

碳纤维增强复合材料水导激光切割试验研究

采用正交试验方法对影响水导激光切割碳纤维增强复合材料（CFRP）的关键工艺参数进行了深入研究,得出了进给速度、水射流速度、脉冲频率和激光功率对切割CFRP的影响规律,并用直接对比法和极差分析法所得最优参数进行单次划槽切割对比。研究结果表明：在极差分析法所得最优参数下切割CFRP时,切缝深度增大3.2%、切缝宽度减小9.2%、切缝锥度减小11.8%、线粗糙度减小40.2%。通过与干式激光加工方法对比发现,水导激光加工技术在切割CFRP方面优势明显,由于水射流的冲刷和冷却作用,材料切割表面几乎无热影响区和纤维拔出。另外,采用正交试验所得最优工艺参数实现了4 mm厚度CFRP的无锥度切割。     

不锈钢板的CO2激光切割工艺研究

实验用CO2激光切割厚0.8mm的1Cr18Ni9Ti不锈钢板。研究了激光功率、辅助气体类型及压力、切割速度对切割质量的影响。实验显示提高切割速度能降低切缝宽度和切口横截面的表面粗糙度;而提高激光功率和氧气压力,切缝宽度也会随之提高,切口横截面更粗糙。功率650~700W、氧气压力0.3~0.5MPa、切割速度3.5~4.5m/min时切割质量最好。另外发现功率在780~1450W,氮气压力低于0.8MPa不能得到良好的切割质量。     

车轮残余应力测试方法研究

采用仿真分析的方法研究了火车轮径向锯切过程中锯缝宽度的变化以及锯缝附近踏面上应力/应变的变化规律。分析表明,当锯切深度达到轮辋与辐板连接处时,锯缝附近残余应力的释放已经十分充分,可根据残余应力的释放情况计算踏面上残余应力的大小。按照径向锯切方法,在锯缝附近粘贴应变片,径向锯切到轮辋与辐板连接圆弧处时停止锯切,依据应变片记录的应变值可计算踏面上的残余应力。     

Finite element analysis of laser inert gas cutting on Inconel 718

Inconel 718 has high strength, which makes it difficult to cut using conventional cutting methods. In the present study, the laser inert gas cutting of Inconel 718 was simulated by finite element analysis software ANSYS. Finite element method was used to predict thermal stress and kerf width formation during the laser cutting process. ANSYS Parameter Design Language was used to model the Gaussian-distributed heat flux from the laser beam acting on the workpiece. The removal of melted material during laser cutting to form the kerf width was modeled by employing the element death methodology in ANSYS. In addition, laser cutting was simulated at continuous wave (CW) and the effects of laser power and cutting speed on kerf width were investigated. A series of experiments were carried out to verify the predictions. The temperature fields on the workpiece were measured using thermocouples. The kerf width size was measured using a profile projector, whereas the metallurgical and morphological changes at the cutting edge were examined using scanning electron microscopy. A good correlation was found between the simulation and experimental results.     

数控等离子切割机弧压式自动调高系统

分析了数控等离子切割机的切割过程,通过弧压采样电路将采样电压经过信号处理后输入给单片机,由I/O口输出控制信号控制步进电机,从而实现数控等离子切割枪自动高低调节控制。同时,也分析了数控等离子切割机切割过程中的干扰问题,并从该系统的软件和硬件两个方面入手,成功地解决了数控等离子切割机切割过程中的干扰问题。实践证明:该系统性能稳定,控制精度好。