电弧超声提高电弧喷涂铬涂层的结合强度

提出了用电弧超声方法提高电弧喷涂铬涂层结合强度的新方法.作为电弧喷涂的热源,在对其施加高频调制之后,喷涂电弧可以作为超声发射源.电弧超声改善了喷涂材料的雾化效果,提高了涂层的结合强度,而且结合强度随着超声频率和激励电压的提高而提高.     

新型燃气电弧喷涂技术

燃气电弧喷涂技术是近几年出现的一种新型电弧喷涂技术.该方法以燃气作为雾化气,可以有效防止喷涂过程中金属的氧化,从而降低涂层中氧化物的含量.同时由于采用燃气后能量输入增大,因此粒子的能量提高,制备的涂层更致密.开发了一种采用二次雾化喷嘴的新型燃气电弧喷枪,并以3Cr13作为涂层材料,将新型燃气喷枪与高速电弧喷枪所制备的涂层进行检测对比.结果表明,新型燃气电弧喷涂方式制备的涂层较致密,涂层氧化物的含量和孔隙率均降低.     

高速电弧喷涂铝涂层性能试验研究

本文对高速电弧喷涂铝涂层和普通电弧喷涂铝涂层进行了对比试验研究。结果表明：高速电弧喷涂粒子束更加集中,粒子的飞行速度显著提高,粒子的雾化效果明显改善。高速电弧喷滁铝涂层具有结合强度高、硬度高、孔隙率低、组织致密等特点。     

大功率高速电弧喷涂层性能及其应用

采用新型大功率高速电弧喷涂系统,对比高速与普通喷涂枪的粒子雾化效果,分析了雾化粒子初速度对涂层结构的影响,对比了涂层表面粗糙度、孔隙率以及结合强度的差异。概述了近3年来大功率高速电弧喷涂系统的最新应用实例。     

镁合金表面电弧喷涂铝涂层工艺及耐腐蚀性的研究

采用电弧喷涂方法在AZ91D镁合金表面喷涂Al涂层,研究了电弧喷涂工艺参数对涂层结构和质量的影响,并对喷涂铝层的镁合金进行了耐蚀性实验.结果表明:通过控制电弧喷涂工作电压、工作电流和雾化气流的压力与流量,能够在镁合金表面获得均匀致密的Al涂层;电弧喷涂Al涂层能够显著提高镁合金的耐腐蚀性.     

高速火焰电弧复合喷涂枪制备3Cr13涂层的性能

高速火焰电弧(HVAF-ARC)复合喷涂枪是高速火焰喷涂枪和电弧喷涂枪的结合体,利用产生的高速燃气来雾化加速电弧喷涂过程中产生的熔融粒子,提高了喷涂粒子的飞行速度,降低了粒子的氧化,可高效制备优质的涂层。文中利用自主开发的新型高速火焰电弧复合喷涂枪和普通高速电弧喷涂枪,分别在钢基体上制备了3Cr13涂层,通过对涂层的性能检测发现,复合喷涂枪所制备涂层的氧元素含量和孔隙率都比普通高速电弧喷涂枪制备的涂层低,分别降低了33%和49%,硬度提高了12%,复合喷涂枪制备涂层的性能得到较大的提高。     

高速电弧喷涂电流波动对涂层性能的影响

电弧喷涂时的电压和电流是对喷涂层性能有重要影响的两个电参数。由于喷涂过程中电压的波动范围不大 ,而电流的波动范围较大 ,因此喷涂电流的波动对电弧喷涂过程的稳定性及涂层质量的影响更为突出。在保持其它参数 (如雾化气体压力、喷涂距离、喷枪角度等 )不变的前提下 ,研究了高速电弧喷涂时的电流波动率对涂层的孔隙率、显微硬度、耐磨性等方面的影响 ,当电流波动幅度减小时 ,涂层的综合性能将会得到提高。文中从理论上对电流波动影响涂层性能的机理进行了分析 ,认为电流波动造成电弧喷涂雾化粒子尺寸、温度、空间分布等不均是造成涂层综合性能不高的主要原因。     

高速电弧喷涂雾化气流速度的数学模型

雾化气流速度是电弧喷涂涂层性能的决定因素之一，是模拟计算熔滴速度，熔滴温度，冷却速度等参数的前提条件，通过比较文献中出现的几个数学模型，结合试验测定结果，在空气力学理论的基础上提出了高速电弧喷涂雾化气流数学模型。     

高速电弧喷涂涂层的性能

分析了高速电弧涂层的结合强度、涂层显微硬度以及涂层孔隙率，并与普通电弧喷涂涂层对比，证明喷涂粒子飞行速度的提高，极大提高了涂层性能。     

超音速电弧喷涂粒子速度的测定

在电弧喷涂中,喷涂粒子的速度是影响涂层质量的重要因素,超音速电弧喷涂系统利用超音速气体雾化,加速喷涂粒子,增加喷涂粒子的速度,从而改善了涂层质量,采用Ｋｏｄａｋ１０１２型高速运动分析仪对喷涂粒子的速度进行了测定,结果表明,喷涂φ２．２ｍｍＴ８钢丝时,喷涂粒子的平均速度可达到２９１ｍ／ｓ。     

电弧超声的传播特征及其对熔合区的影响

利用电弧作为超声声源的电弧超声焊接技术能够细化焊缝晶粒,改善焊缝质量,为了研究电弧超声的传播特征及其对熔合区的作用机制,建立了光弹试验系统,利用光学玻璃模拟焊接工件,凹形水槽模拟焊接熔池,研究了电弧超声在熔池及工件中的传播特征,结合电弧超声的声场指向性,研究了电弧超声对熔合区不同区域组织的影响.结果表明,电弧超声在熔合线附近存在较强的振荡,超声波的力学效应细化了熔合区的晶粒组织,电弧超声指向性的存在使得熔合区中间的晶粒细化程度优于焊趾两侧.     

埋弧焊电弧超声激励及其热动力学效应

为研究电弧超声激励的一般规律和电弧超声的热力学与动力学效应，选择超声频段的高频激励源与常规工频埋弧焊电源进行电磁耦合，在燃弧过程中激励出电弧超声，并对声发射信号进行了频谱分析。采用大弧焊参数并分别施加不同的激励频率进行埋弧焊试验，对焊接试样的熔合区与热影响区形态进行观察，研究熔合区和热影响区在电弧超声影响下的形态变化规律，并据此对电弧超声的热力学和动力学效应进行了初步探讨。     

超声等离子焊接在液压支架修复工艺中的应用

为提升液压支架修复的可靠性和经济性,对超声等离子焊接的应用效果进行了数值模拟和试验研究。根据所设计超声等离子弧焊系统的焊枪结构与焊接工艺参数建立了超声场有限元模型,基于COMSOL求解等离子气体的速度场、电弧密度场和声压场。对修复后的液压支架试样进行了显微硬度、残余应力及冲击韧性等力学性能测试。结果表明,超声波可在同等条件下将电弧压力提升20%以上,并在4 mm电弧直径内显著增强电流密度,有效减小热影响区范围和残余应力;等离子气体流速与电弧密度在靠近支架焊缝区域以近似相反的变化趋势分布,二阶特征频率振源能够在电极附近产生驻波;修复后支架的平均硬度和室温冲击吸收能量相比母材分别提升了44.6%和45.8%。     

Preparation of thermal barrier coatings by ultrasonic plasma spraying

Modulated plasma arc not only can heat the powder, but also can excite ultrasonic of different frequencies and different powers. The principles and characters of the plasma arc-excited ultrasonic were described, and the ultrasonic plasma spraying was compared with normal plasma spraying. Zirconia thermal barrier coatings (TBCs) were fabricated with two kinds of method. The TBCs were studied by the optical microscope observation, SEM observation and bonding strength experiment. The results show that suitable ultrasonic changes the performance and microstructure of TBCs in evidence. And the mechanism of ultrasonic influencing the TBCs was also discussed.     

Influences of acoustic field parameters on welding arc behavior in ultrasonic-MIG welding

By applying ultrasonic-MIG welding as research object, the behaviors of welding arc were analyzed with varied ultrasonic parameters in welding using arc images recorded by high-speed camera. The influences of the current by exciting ultrasonic and the height and shape of ultrasonic radiator on welding arc were studied. Results showed that when the current was 150 mA, ultrasonic showed most distinct compressive effect on arc. The compressive volumes of arc length at different heights were calculated by adjusting the height of ultrasonic radiator continuously from 10 mm to 35 mm, there were three maximum points. The compressive degrees of them reduced successively. By utilizing different shapes of ultrasonic radiator, it revealed that ultrasonic radiator with spherical crown surface showed better compressive effect in a larger welding standard scope. When radius of radiator increased, axial compressive volume of arc enlarged, while an increasing curvature radius led to more distinct radial compression of arc.     

不同电弧喷涂工艺对3Cr13钢涂层结合强度的影响

研究了喷涂电压、喷涂电流、表面预处理、预热、后热处理对电弧喷涂3Cr13钢涂层结合强度的影响.结果表明：电弧喷涂φ2 mm的3Cr13钢丝材的适宜电压、电流为28～35 V、170～180 A;喷砂处理是提高涂层与基体结合强度的最佳表面预处理工艺;采用合适的表面预处理、喷涂打底层、严格控制基体的热量输入是提高涂层结合强度的有效途径.     

高频调制电弧超声发射及其物理特性

由于传统的超声发射方法在实际焊接过程中的局限,提出了一种新的超声发生机构。利用高频功率电子开头逆变技术,在TIG焊接电弧回路中施加调制信号,对应着调制电流的上升沿和下降沿可分别激发出电弧超声。在调制度不大时,传声器接收到的声信号幅值和调制电流成正比。当调制脉宽超过一定值后,上升沿和下降沿激发出的超声信号可分开。试验表明,高频调制电弧的伏安特性更为无序。通过波动方程和对调制电弧物理特性的分析,解释了电弧超声产生的原因和声信号特征,电弧超声发射对于控制焊接过程、提高接头质量具有很高的工程价值。     

CO2焊接超声传感焊缝自动跟踪技术

将非接触超声传感焊缝跟踪技术引入到气体保护焊中。因为保护气体不同 ,超声波信号的衰减也不同。通过试验对Ar、CO2 ,和Ar CO2 等气体对超声波信号的影响进行了研究。结果表明 ,Ar对超声波信号衰减的影响比较小 ,而CO2 对超声波信号衰减的影响比较大。不采取其它措施 ,超声波传感焊缝跟踪系统在CO2 焊接中不能正常工作。根据理论分析 ,指出在CO2 中超声波信号衰减的主要原因是“驰豫吸收”作用的影响。在CO2 超声传感焊缝跟踪中消除驰豫吸收作用的影响是非常困难的。因此 ,提出了一些物理隔离方法 ,其中之一是采用“套筒 轴流风机”的方法。它对于防止CO2气体进入超声波信号传输的空间是非常有效的。试验结果表明 ,非接触超声传感器可以应用于CO2 焊接的焊缝跟踪中 ,所研制的CO2 焊接超声传感焊缝跟踪系统能够满足实际焊接工程的需要     

Effect of pulsed ultrasonic on arc acoustic binding in pulsed ultrasonic wave-assisted pulsed gas tungsten arc welding

This paper investigated the effect of pulsed ultrasonic on the microstructure and mechanical properties of weld joints using novel pulsed ultrasonic wave-assisted pulsed gas tungsten arc welding. The principle of proposed method was to apply pulsed ultrasonic to the welding process during background current. The results indicated that arc contraction degree, weld pool oscillation, and weld penetration were remarkably enhanced by applying pulsed ultrasonic. The microstructure refined by pulsed ultrasonic was much finer than those refined by continuous ultrasonic due to the more stable ultrasonic field in arc zone and consequent stronger fluid flow in weld pool. Furthermore, tensile strength of the joints with pulsed ultrasonic was significantly improved compared with that of the joints with no and continuous ultrasonic.