直流叠加脉冲型TIG焊电弧─熔池特性分析

针对乏燃料后处理溶解器腐蚀裂纹等缺陷的快速、一次性、可靠焊接修复工程技术需求,提出一种直流叠加脉冲型TIG深熔焊接方法,在10和16 mm厚304不锈钢板上进行了系列平板堆焊工艺试验.以电弧-熔池特性变化为研究对象,对比分析脉冲电流作用和直流叠加脉冲型电流作用的电弧行为、熔池流动行为及温度场的变化规律,探讨了直流叠加至...     

高频脉冲TIG焊焊缝组织与性能研究

通过采用高频脉冲TIG焊和常规TIG焊焊接不锈钢板进行性能对比试验,分析了焊接生产效率、焊缝熔深和熔宽、焊缝熔合区和焊缝区金相、力学性能和断口扫描电镜等。对试验结果分析后发现:随着脉冲电流频率的不断提高,电弧收缩及电弧力也相应增大,同时电弧作用面积减小,电弧能量密度更集中,从而提升焊接生产效率。不仅如此,在脉冲频率提高的情况下,熔宽和熔深也发生相应改变,大大提高了熔透率,焊缝显微组织晶粒细化,接头力学性能增强。     

高频脉冲TIG焊机及其应用

介绍高频脉冲TIG焊机的机理、用途、选型原则和使用时的注意事项。     

开关式高频脉冲TIG焊电源的研制

本文介绍一种开关式高频脉冲ＴＩＧ焊电源。重点讨论了多个功率场效应管的并联，寄生振荡的防止及抗干扰措施。     

电流脉冲频率对TIG焊电弧影响机理的研究

本文介绍了TIG焊电弧“高频压缩效应”机理,测定了脉冲电弧的温度场、压力,发现高频TIG焊电弧阳极区较直流电弧能量集中,提出高频TIG焊合适的脉冲电流、波形和频率的范围。     

TC4钛合金电弧超声TIG焊

进行了TC4电弧超声TIG焊接与传统TIG焊，利用X射线探伤检测接头质量，金相显微镜和SEM观察接头组织和断口，利用万能试验机测试接头拉伸性能。结果表明，严格按照航空标准进行TC4常规TIG焊与电弧超声TIG焊，所获得的接头均达到航空一级；随着加入超声频率的增加，激励电压的增大，电弧超声TIG焊焊缝组织细化、等轴化，枝晶破坏痕迹不明显，接头抗拉强度、屈服强度和延伸率均有所提高。     

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.     

小电流脉冲TIG焊电弧动态特性的MATLAB仿真

依据自动控制理论中的小信号理论，小电流TIG焊的电弧具有线性系统的特征。在此基础上，通过研究小电流TIG焊电弧的物理特性，建立了电弧的数学模型，然后利用功能强大的仿真软件MATLAB\SIMULINK建立了仿真模型。在仿真研究中，重点分析了脉冲电流和脉冲TIG焊电孤的时间常数对仿真结果和电弧动态特性的影响。仿真结果与试验结果十分相近，与相关文献的理论分析也相符，从而为分析、研究小电流TIG焊电弧的动态特性提供了一条新的途径。     

脉冲TIG焊混合电弧模型

基于实际的电弧物理过程分析,设计了相应的电弧阻滞系数方程,结合经典的Mayr和Cassie模型,提出了脉冲钨极氩弧焊 (TIG) 的混合电弧模型;论述了电弧阻滞系数方程中阻滞参数的选取原则,给出了模型中其它相关参数的数值确定方法,并结合电弧的实际进行了参数设定;基于该混合模型,进行了电弧的静特性验证,以及不同频率下的动特性验证. 结果表明,该混合模型能够有效的模拟TIG脉冲电弧.     

高频脉冲变极性焊接工艺性能研究

分析了高频脉冲电流对变极性焊接电弧特性、焊接工艺及焊缝性能的影响,试验结果表明,高频电流脉冲能够较大程度地压缩电弧等离子体、提高电弧轴向压力及电弧挺度,在相同焊接电流有效值的情况下,频率在5kHz以上的电流脉冲能将电弧力提高到普通变极性焊接的260%左右.同时高频脉冲电流能够提高变极性焊接的焊缝熔深,减小焊缝正面余高以及改善焊接效率.对于2219-T6时效强化铝合金而言,采用叠加10 kHz高频脉冲变极性焊接工艺,焊缝抗拉强度在未经任何焊后热处理的情况下能够达到300 MPa左右,相当于母材强度的67%.     

高气压环境脉冲频率对超音频脉冲TIG焊接头焊缝成形和性能的影响

高气压环境会对焊接过程造成很大的负面作用,试验以焊接接头的熔宽、熔深、余高和维氏硬度作为主要评价指标,分析环境压力以及压力环境下脉冲频率对超音频直流脉冲TIG焊接头焊缝成形和性能的影响。结果表明,同一环境压力下,随着脉冲频率的提高,焊缝区的熔宽逐渐减小,熔深逐渐增加;随着脉冲频率的提高,热影响区的宽度和深度随之减小,热影响区的整体尺寸变小,表明超音频直流脉冲TIG焊在高压环境下具有减小热影响区的优势,进而提高焊接接头的质量。焊丝填充区的熔宽和熔深随脉冲频率的提高而减小,余高的整体变化不大,脉冲频率对焊缝余高的影响有限。在同种环境压力下不同脉冲频率得到的焊缝硬度曲线整体趋势相同,硬度值依次按焊缝区—熔合区—热影响区—母材顺序不断降低。随环境压力的提高,焊缝区金属冷却速率加快,焊缝中脆硬组织增加,进而使硬度增大。     

TIG焊程控接触引弧的实现

简述了ZX7－180ST IGBT逆变焊机接触引弧的设计思路，工作流和电路原理，介绍了一种新型TIG焊接触式引弧方法，并对其优越性进行了比较。     

变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统

以研制的变极性TIG焊接电源为实验平台,采用记忆示波器、高速摄像救、光谱分析仪、焊接电弧动态分析仪,建立起变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统,同时采集焊接电流、电弧电压、电弧形态和电弧光谱等重要信息。并基于Visual C-语言开发的软件系统对采集的各种信息进行融合及分析。     

高气压环境下脉冲MIG焊频率优化改善电弧稳定性的研究

对比分析不同压力环境下焊缝宏观图及相应焊接过程的电流、电压信号,并在此基础上分析了电流电压波形图、U-I图和概率密度图,探索脉冲频率对高气压环境下焊接电弧稳定性的影响。试验证实,压力环境下通过提高脉冲频率来补偿电弧弧柱区的能量损失,形成良好的焊接质量方法的可行性。试验证明,在0.3 MPa的压力下,脉冲频率提高到220 Hz,在0.5 MPa的压力下,脉冲频率提高到250 Hz,能够明显改善电弧燃烧的稳定性;实现稳定的焊接过程。为高气压环境下焊接工艺的改进提供有效的理论依据。     

双脉冲TIG焊熔池数值分析

建立了双脉冲电流下TIG焊熔池的三维非稳态数学模型,通过选择合适的边界条件和热物性参数,强烈耦合控制方程组对双脉冲TIG焊熔池进行数值分析,得到了周期性变化的焊接熔池温度场、流场等分布情况,熔宽、熔深的尺寸大小在周期内的变化规律.结果表明,在双脉冲电流作用下的熔池尺寸大于在平均电流作用下的尺寸,有效的增大了焊接熔池尺寸;熔池尺寸随电流的变化具有一定的滞后性,且在高能脉冲作用时的滞后性较强;在双脉冲电流作用下的熔池内部具有更大的流速,其搅拌作用更强.     

Research of welding arc electron density in hyperbaric TIG welding

The arc spectrum of TIG welding in high pressure was analyzed by Stark broadening.Using the characteristic line of ArI in welding arc,a study of electron density in high pressure revealed that the electron density of the welding arc had an upward trend with the pressure increase.According to data analysis,a curve of relationship between electron density and environmental pressure was established.It has a universal significance for change of electron density in high pressure.Through the analysis of electron density changing in time-domain in different pressure,a theoretical basis was provided for the problem of poor arc stability in high pressure.