变极性脉冲MIG焊熔滴过渡过程

为了研究变极性脉冲熔化极惰性气体保护焊在焊核薄板时焊丝的受热机理以及熔滴过渡时的电弧形态与受力过程,搭建了熔滴过渡过程与焊接电信号的同步采集实验平台,对应分析了焊接电流与熔滴长大及脱落过程,得到了电流波形与熔滴过渡状态的匹配关系.通过分析不同阶段熔滴受力状态及其对熔滴过渡的影响,得到了固定频率条件下各阶段的时间配比对熔滴过渡形态的影响.通过调节工艺参数实现了一脉一滴的熔滴过渡过程,得到了均匀稳定的焊缝.分析了熔滴脱落形态,研究了熔滴各特征尺寸.结果表明电信号不同波段持续时间对熔滴尺寸有明显影响.     

磁旋弧MAG焊接工艺的熔滴过渡机制

将纵向磁场引入到喷射过渡MAG焊接过程,借助高速摄像等手段,详细研究了磁旋弧MAG焊接工艺的熔滴过渡机制和焊接飞溅形成机理.试验结果表明,在外加磁场的作用下,焊接电弧和液流束都偏离焊丝轴线一定角度高速旋转,液流束形态为螺旋状;熔滴过渡偏离了焊丝轴线,但始终在电弧烁亮区内进行,并且熔滴过渡频率提高;在液流束与焊接熔池瞬时短路时以及收弧阶段,易产生飞溅.     

弧压、电流对熔滴短路过渡频率的影响

对细丝CO2弧焊的熔滴过渡及其电弧行业进行了实验研究,分析了弧焊过程的稳定性和分散性,得到了主要焊接规范弧压,电流对熔滴短路过渡频率影响的统计规律和二维稳定域,由此规律得到的给定电流的弧压初选推荐值,可用于建立短路过渡过程自寻优控制的初始状态。     

基于净干伸长的MAG焊接数学模型与工艺参数控制

通过对MAG焊接过程的电路进行整体分析,提出了"电源—电缆—焊丝净干伸长—熔滴—电弧"系统模型,以净干伸长为变量,根据干伸长温度分布函数推导出净干伸长压降函数的同时,采用过渡熔滴时间权重长度及金属固液态体积转换方法,建立了连续多周期过渡的液态熔滴压降子模型,而后得到电弧电压与焊接电流、净干伸长及焊矩高度的数学函数模型,对参数控制进行了模拟;并与实际的焊接过程进行了有效比较与分析.     

熔滴过渡光谱传感器原理及测控效果

为实现熔化极脉冲焊熔滴过渡的精确控制,研制了电弧熔滴过渡光谱传感器,并设计了多信息同步的高速摄像装置,对电弧熔滴过渡光谱传感器的传感灵敏性和控制的可靠性进行检测和验证,证实了电弧光谱对熔滴过渡检测的准确性及光谱信号实时控制熔滴过渡的可靠性,实现了1脉1滴和1脉2滴的熔滴过渡脉冲焊接过程.     

熔化极脉冲焊电弧形态的可控性及其与熔滴过渡的关系

本文通过试验发现熔化极脉冲焊具有电弧形态可控的特点,通过两种典型目视电弧形态的控制可以在一定程度上控制脉冲电弧的工艺特性。不同的目视电弧形态是不同的瞬时电弧形态的变化过程决定的,本文研究了脉冲电流波形、脉冲电流值和保护气氛等因素对瞬时电弧形态变化过程的影响,为控制电弧形态提供了可能的途径。熔滴过渡与电弧形态有密切的关系。不同的电弧形态决定了不同的熔滴过渡形式(?)本文用高速摄影技术通过平焊和仰焊试验对不同熔滴过渡形式进行了比较,认为一脉冲一滴(脉冲喷滴过渡)和一脉冲多滴(脉冲射流过渡)在平焊和仰焊位置都能实现有力的轴向过渡,但一脉冲多滴的过渡形式可以有更宽的规范区间。跳弧现象是射流过渡的共同物理本质,只有在出现跳弧现象之后,焊丝端头的液体金属才能产生本质的变化,并出现射流过渡的特点。连续电流射流过渡时,跳弧现象只在引弧初期出现一次,而脉冲电流的脉冲射流过渡时,跳弧现象在每次脉冲电流期间都重复出现。脉冲喷滴过渡和脉冲射流过渡时皆有熔滴在脉冲电流停止后过渡的现象。这种在脉冲电流停止后仍能实现熔滴有力过渡的原因是由于惯性作用和细长金属液柱失稳而自动截成数段,形成分离的小熔滴而实现过渡的。     

水蒸气保护下电弧堆焊工艺特点

通过分析不同焊接规范下的焊接电压和电流的波形,研究了水蒸气保护下电弧及熔滴过渡的特点,发现其电弧过程行为有“燃弧－熄弧－短路”两种形式,在焊丝直径和送丝速度一定的情况下,通过调节焊接回路中的电感量和电源电压,可以改变电弧的过程行为形式。若电弧过程呈“燃弧－熄弧－短路”交替进行,并且熄弧时间最短时,短路过渡频率最高,在这种情况下,飞溅小,焊道成型好,焊接过程稳定。     

脉冲磁场作用下GMAW电弧动态过程分析

针对熔化极气体保护焊短路过渡焊接过程不均匀、电弧稳定性差、飞溅较大且焊缝成形欠佳的缺点,建立了横向脉冲辅助磁场,使其作用于短路过渡焊接过程的熔滴短路时刻,根据短路过渡周期Tc及变异系数CV,优化了辅助磁场MIG/MAG焊接工艺参数.实验表明:当脉冲磁场持续时间ton取值为特定焊接参数下短路时间T1的统计平均值时,短路过渡周期趋于均匀,电弧短路过渡周期Tc及变异系数CV降低,短路过渡液桥加速断开,短路峰值焊接电流降低,从而使短路过渡末期能量积累以及电爆炸飞溅几率降低,并且使熔滴过渡过程稳定.     

VP PMIG双向高压稳弧脉冲叠加控制

为了解决变极性脉冲MIG焊（VP PMIG）变换电弧极性时使电弧可靠再引燃问题,逆变弧焊电源给电弧空间输出电压的同时,再给电弧空间叠加高压脉冲.控制电弧变换为正极性时需要加正向高压脉冲,控制电弧变换为负极性时需要加负向高压脉冲.研究了逆变弧焊电源的逆变结构及二次功率逆变电路的控制模式,设计了叠加双向高压稳弧脉冲的电力电路及其控制模式.试验表明,采用设计的变极性控制系统及双向高压稳弧脉冲叠加控制系统焊接铝合金,控制系统运行稳定,满足了焊接可靠再引燃电弧的需要,稳弧效果良好.     

冷金属过渡实验设计分析

奥地利福尼斯公司于2004年开发的冷金属过渡(CMT-cold metal transfer)焊接技术是一种将焊丝送给运动与熔滴过渡过程进行数字化协调的新型电弧焊方法,与普通MIG/MAG焊相比,CMT实现了熔滴到熔池的冷过渡,具有热输入小,无飞溅等突出优点。文章结合焊接专业相关课程设计了冷金属过渡焊的几种实验方法,如接头性能、微观组织、焊接热循环曲线、焊接电压电流采集和电弧形态观察等。