低碳钢熔化极等离子弧焊接工艺

对Q235低碳钢进行熔化极等离子弧焊接工艺试验,并研究其工艺参数对焊缝成形和熔滴过渡的影响.结果表明,与常规的熔化极惰性气体保护焊相比熔化极等离子弧焊接在提高焊接效率、减少飞溅和气孔等方面具有优越性.当其它条件不变时,焊缝熔宽随等离子电流增大而变宽,而对熔深和熔滴过渡类型影响不大;熔化极等离子弧焊接电流增大时,U - I相图的线簇随着电流增大而集中,熔滴过渡依次为短路过渡、大滴过渡和射流过渡.     

等离子-熔化极气体保护焊电弧特性研究现状

等离子-熔化极气体保护焊的电弧形态和熔滴过渡方式直接关系到焊缝质量,采用不同的电极连接形式,如直流正接、直流反接,电弧形态及熔滴过渡方式均不同;主要介绍了目前等离子-熔化极气体保护焊在采用不同的电极连接形式下,不同的电弧形态和熔滴过渡方式,以及电弧成分组成和温度分布;通过对熔化极等离子弧静特性等方面的研究发现,熔化极电流的大小不是由焊丝与工件间的电压决定的,而是由导电嘴与焊丝端部处的等离子弧电位差决定的,并决定电流的方向.     

等离子——熔化极气体保护焊设备及其应用

介绍了等离子-熔化极气体保护焊接的工艺过程,并与常规熔化极气体保护焊相比较分析了焊接过程的优缺点。对等离子-熔化极气体保护焊接的应用及焊枪的发展作了简要的描述。     

聚酯反应器熔化极气体保护焊接

MAG焊因其高效受到焊接界的青睐，但因飞溅大和形差有其引起机械性能下降等原因，在压力容器焊接上一直受到限制。随着国内外MAG焊设备、工艺和焊接材料的技术进步，这一局面正在得到改观。介绍了聚酯反应器夹套封头／端盖焊接上采用MAG焊的一些情况，着重介绍了如何从焊接工艺、焊接设备、焊接材料方面解决飞溅和成形问题。     

熔化极气体保护焊电流与电压调节

在应用熔化极气体保护焊的基础上,分析焊接电流和电弧电压对焊缝成形的影响,探究焊接电流与电弧电压匹配对焊接电弧特性的影响规律,总结正确调节焊接电流与电弧电压的基本方法和操作技能,正确调节焊接电流与电弧电压是熔化极气体保护焊技术推广与应用的关键因素。     

等离子焊接电弧流场数值分析

以直流正极性等离子焊接电弧为对象,依据磁流体动力学理论构建电弧的数学模型,运用有限元分析软件ANSYS对二维稳态下轴对称等离子焊接电弧进行了数值分析,得到了焊接电弧的温度场、速度场的形态分布特征.从等离子弧电流密度及离子气流场角度揭示了等离子电弧高热特性的原因.分析了等离子电弧的电场特性、离子气和保护气的流场特性以及不同焊接电流、离子气流量对电弧特性的影响.分析结果表明,离子气流量与电弧力成线性关系,保护气流量的选择导致的涡流大小影响电弧稳定性.     

熔化带极自动等离子熔敷焊接纯铜技术

针对管形工件表面焊接铜熔敷层,设计研究了熔化带极自动等离子熔敷焊接工艺,铜带采用被动式自动送进方式进入焊接区,等离子弧产生于钨极和铜带之间,对焊接区喷吹保护剂,等离子电弧熔化铜带在钢基体表面熔敷铜金属层,焊接过程稳定,外观成形优良.结果表明,采用等离子弧熔敷焊接铜带,可以得到1～6 mm厚的熔敷层,保证在钢基体不发生熔化的基础上实现纯铜和基体金属之间的焊接,抗剪强度超过150 MPa,也大于铜熔敷层自身的强度,结合质量优良,没有气孔、未焊合、夹渣等焊接缺陷.SEM和EDAX检测表明,纯铜熔敷层与基体扩散形成冶金结合,在界面铜熔敷层侧10～30 μm内,Fe元素含量已降至1%以内.     

Plasma-MIG复合电弧焊接特性分析

采用Plasma-MIG复合电弧对Q235低碳钢进行堆焊试验,对焊接过程中复合电弧形态、电弧空间分布、焊缝成形及细晶原理进行了分析.结果表明,Plasma-MIG复合电弧焊接过程中,外层等离子电弧单独存在,内层MIG电弧在焊丝端部与外层等离子弧耦合.复合电弧空间温度分布均匀,高温停留时间短,冷却速度快.Plasma-MIG复合电弧在大的等离子电流下,促进填充金属润湿铺展,焊缝熔宽大,成形美观.相同热输入量条件下,等离子电流增大能够促进晶粒自发形核,原奥氏体晶粒及焊缝组织得到细化.     

不同熔滴过渡类型电弧声小波包频带能量特征提取

利用LabVIEW虚拟仪器设计了电弧声信号采集系统,并以MIG射滴过渡和射流过渡电弧声信号作为研究对象,采用小波包分解和重构电弧声信号,提取不同频带能量特征,构造识别射滴过渡和射流过渡的特征向量。研究表明:射滴过渡和射流过渡电弧声频谱主要集中在0~7 k Hz,射滴过渡电弧声能量在低频段(0~1.5 k Hz)有较高幅值,射流过渡在高频段(2~5 k Hz)有较高幅值,射滴过渡和射流过渡电弧声信号在S_(4,0)、S_(4,2)、S_(4,3)频带能量百分比差异明显,可作为识别射滴过渡和射流过渡的特征向量。     

基于LabVIEW的VPPA焊接信号采集分析系统

在实验室原有的变极性等离子焊接试验系统上,利用虚拟仪器软件LabVIEW设计了焊接电信号采集与分析系统,包括电流电压信号采集、滤波、概率统计以及频谱分析等焊接电特性参数采集与分析模块。通过焊接试验,对具有高低频调制脉冲功能的变极性等离子焊接系统进行信号检测与分析,比较分析了不同高低频时电弧电流波形以及频谱的不同。实验结果表明,该数据采集分析系统工作稳定,数据完整可靠,具有主要的信号分析功能。     

基于电弧声信号的高压干法水下脉冲MIG焊接稳定性分析

高压焊接实验舱的封闭结构特征为电弧声信号在舱内低噪声传播创造了条件。在对传声器校准的基础上,建立了同步采集硬件系统,同步采集不同环境压力下脉冲MIG焊接的电流、电压和电弧声信号,并在时域和频域上分析了不同环境压力下的电弧声信号,研究电弧声信号特征与高气压环境下脉冲MIG焊接过程的相关性。结果表明,电弧声信号可以反映不同环境压力下脉冲MIG焊接的稳定性以及高压环境焊接过程的电弧能量损失,为进一步研究高压干法水下脉冲MIG焊接创造了条件。     

基于线性预测分析MIG焊电弧声信号特征提取

以不同焊接状态电弧声信号识别为目的,从MIG焊平板对接射流过渡电弧声信号入手,探寻了电弧声的产生机理和传播特性.提出电弧声是气体放电的伴生物,是等离子体集体振荡以波形方式传播的结果,也是声源和声道共同作用的产物,其频谱特性主要取决于声道的频率响应.在此基础上,建立了电弧声线性产生模型,采用Levin-son-Durbin递推算法提取了电弧声信号的线性预测系数(LPC)、反射系数和对数面积比系数,并构建了电弧声信号的联合特征向量.     

LabVIEW在机器人弧焊作业仿真中的应用

提出一种基于LabVIEW环境开发的虚拟控制台,用于控制弧焊机器人的作业仿真过程。根据系统的功能需求,设计了仿真系统的控制流程。建立了控制台功能模块,包括几何模型、运动模型及驱动数据、作业信息统计与采集,分析了功能模块间的相互关联、调用的方式。仿真模拟的结果表明,按上述设计的虚拟控制台能很好地实现对弧焊作业仿真过程的控制。     

焊接电弧声信号降噪技术

焊接电弧声作为焊接过程质量监控潜在的源信号之一,在传感、转换以及传输等过程极易受到设备、环境噪声的污染,从硬件、软件两个方面分别对其进行降噪处理.硬件方面包括低噪声传声器、接地装置、消除直流偏移的交流耦合、采用仪器放大器、抗混叠滤波以及屏蔽电缆等措施;软件方面运用基于多尺度分析理论的 Mallat 算法,实现了基于 LabVIEW 的电弧声小波分解重构降噪处理.结果表明,电弧声信号经硬件、软件降噪后,不仅"毛刺"得到有效滤除,而且波形突变部分更加清晰,信噪比大幅度提高,为后续电弧声信号特征分析提取以及利用电弧声来监控焊接质量提供技术基础.

Abstract：

Arc sound is well known as one of the potential source signals for controlling of welding process quality, which is vulnerable to noise pollution by equipment and environment in sensing, conversing and transmission. Therefore, it is necessary to reduce arc sound noise by hardware and software. Hardware measures include low-noise microphone, grounding devices, eliminating the DC offset exchange coupling, equipment amplifiers, anti-alias filtering and shielding cables, etc. In terms of software, by using Mallat algorithm based on principle of multi-resolution, the noise of arc sound signal is reduced via wavelet decomposition and reconstruction based on LabVIEW. The results show that the burr of arc sound is effectively filtered out, the mutations of waveform are clearer and the noise ratio is obviously increased. The reducing noise means provide technical basis for extracting characteristics of arc signal and monitoring welding quality via arc signal.     

基于电弧电压概率密度铝合金脉冲MIG焊稳定性分析

针对铝合金脉冲MIG焊过程稳定性评估问题,提出了基于电弧电压信号概率密度的分析方法.利用焊接过程电弧电压信号概率密度分布中的第一个峰值与第二个峰值的比值作为评价铝合金脉冲MIG焊过程稳定性的指标,通过对80组焊接试验中的电弧电压信号进行概率密度计算得到每一组概率密度分布中两个峰值的比值以此建立铝合金脉冲MIG焊过程稳定性评价体系.电压概率密度分布中两个峰值的比值越小,焊接过程越稳定;反之越不稳定.     

基于PFM调节的脉冲MIG焊电弧调节机理分析

针对脉冲MIG焊电源弧长控制方面存在的问题,展开对脉冲MIG焊电弧自我调节机理以及在脉频调制(PFM)控制下的电弧调节机理的研究.建立了电弧弧长数学模型,分析了PFM双闭环电弧调节系统的工作原理,给出了PFM电流调节数学模型,并分析了非阻性焊丝和阻性焊丝PFM电弧控制机理及在电弧控制中存在的问题.从理论上推导出对于非阻性焊丝PFM电流调节可以获得更稳定的焊接效果,而对阻性焊丝CTWD固定时可获得稳定的焊接效果,在CTWD变化时无法获得满意的焊接效果.最后分别对阻性焊丝和非阻性焊丝进行PFM电弧调节阶跃试验,通过对试验结果分析,验证了上述理论推导.     

TATM700钢等离子-MIG复合焊接工艺

采用等离子-MIG复合焊接设备对12.5 mm厚的汽车结构件低合金高强度TATM700大梁钢进行了焊接工艺研究,分析了不同坡口形式下焊缝成形、焊缝组织及力学性能,并与药芯焊丝多层多道手工TIG焊的方法进行了对比. 结果表明,坡口形式对等离子-MIG复合焊接焊缝影响较小. 复合焊焊缝成形良好,截面形状合理. 焊缝组织由少量的侧板条铁素体和大量的针状铁素体构成. 接头强度和弯曲性能均优于手工TIG焊接,抗拉强度达到了母材的95%,但硬度略低于多层多道手工TIG焊接.