等离子弧焊自动控制器的研究

本文介绍了一种小孔法等离子弧焊双参数微机控制器。它以小孔电压作为检测对象，以焊接电流和焊接速度作为被控对象，采用微机进行实时控制，具有灵敏度高、灵活性好、结构简单、与焊机控制部分联机自动化程度高、操作方便等优点。工艺考核表明：控制系统允许焊接规范参数有较大的波动范围，并能降低对工件装配质量的要求。     

双面电弧焊接工艺及其温度场

采用由PAW(等离子弧) TIG(镐极电弧)构成的单电源双面电弧焊接(DSAW)工艺可以获得深宽比较大的焊缝，该工艺具有高效、低成本的优点。分析了单电源双面电弧焊接的基本原理，并采用数值模拟技术定量分析了双面电弧焊接条件下的温度场；同时作为对比也模拟了PAW焊接的传热现象，揭示了DSAW大幅度增加熔深的机理，为工艺参数优化设计提供了依据。     

Control of dynamic keyhole welding process

Weld joint penetration control is a basic research topic in the welding research community. The authors propose using an innovative plasma arc welding process referred to as the quasi-keyhole process to achieve less application-dependent weld joint penetration sensing and control. To control the quasi-keyhole process, the peak current and keyhole sustaining current are selected as the control variables to maintain the keyhole establishment and sustaining periods at desired values. The dynamic quasi-keyhole process is approximated by a linear model with interval parameters. A control algorithm has been developed for the multivariable interval quasi-keyhole process based on a predictive control algorithm for interval SISO models. Experiments have been conducted to test the effectiveness of the control system developed.     

Optimization of Plasma Arc Welding Parameters by Using the Taguchi Method with the Grey Relational Analysis

The optimal parameters process of plasma arc welding (PAW) by the Taguchi method with Grey relational analysis is studied. The Grey relational grade is used to find optimal PAW parameters with multiple response performance characteristics. The welding parameters (welding current, welding speed, plasma gas flow rate, and torch stand-off) are optimized with consideration of the multiple response performance characteristics (the penetration of root, the weld groove width, and the weld pool undercut). As a result, the improvement percentage of the Grey relational grade with the multiple performance characteristics is 31.8%. It is shown that the multiple response performance characteristics are greatly improved through this study.     

PAW+TIG电弧双面焊接小孔形成过程的数值模拟

综合考虑影响等离子弧小孔形成的等离子流力、重力、表面张力等力学因素，建立了等离子电弧＋钨极电弧（PAW＋TIG）双面焊接时小孔形成过程的数学模型，并与焊接传热的控制方程耦合，采用数值模拟技术，定量分析了小孔形成的动态过程，根据数值分析结果，将小孔的形成过程分为开始焊接到熔透，熔透到开始穿孔，开始穿孔到小孔形态稳定三个阶段，熔池的最小跨距可作为小孔建立的评价指标。小孔的形成是热、力共同作用的结果。     

超声渗透等离子活化水对香蕉切片鲜切品质的影响

目的 利用等离子活化水处理香蕉切片不同时间,以达到对香蕉切片护色的目的,并探究贮藏期间的特性变化规律。方法 使用低温等离子体(Cold Plasma, CP)处理去离子水产生等离子活化水(Plasma Activated Water, PAW),超声辅助PAW处理香蕉切片后测定PAW处理对香蕉切片微观结构、贮藏性质、风味物质、酶促褐变关键酶及活性氧水平的变化。结果 与对照组相比,PAW处理增强了贮藏期间多酚氧化酶(Polyphenol Oxidase, PPO)和过氧化物酶(Peroxidase, POD)的活性;改善了切片的硬度、水分含量、色度值等贮藏特性。激光扫描共聚焦显微镜的荧光结果显示,PAW处理提高了切片细胞中活性氧(Reactive Oxygen Species, ROS)的水平。此外,气相色谱–质谱的结果表明,PAW处理增加了香蕉切片中酯类物质的百分比,而在处理后的香蕉切片中没有检测到醇类物质。由扫描电子显微镜表征可知,PAW处理影响了香蕉切片的表面微观结构,使香蕉切片表面变得粗糙并伴有损伤的出现。结论 香蕉切片在PAW–30 s处理下具有较强的抗氧化活性,较好的贮藏品质以及对风味物质和微观结构较小的影响。PAW对果蔬鲜切品质有积极作用,采用PAW–30 s对鲜切果蔬产品进行加工贮藏具有广阔的前景和更环保的经济效益。     

等离子弧焊电弧的数值模拟

建立了等离子弧焊静止电弧的三维有限元数学模型,考虑等离子气、保护气的作用,利用ANSYS有限元分析软件对电弧的温度场、速度场、压力以及阳极工件表面的电流密度等进行了数值模拟,并与TIG焊进行了比较.结果表明,由于喷嘴的约束作用,等离子弧焊与TIG焊相比,电弧温度显著提高,焊接电流为150 A时电弧最高温度达到30 000 K.等离子弧焊的另一个显著特点是等离子体流速和电弧压力显著增大.通过计算马赫数、有效粘度和动力粘度之比,认为等离子体电弧处于层流不可压缩状态.     

TC4脉冲PAW工艺研究

进行了TC4直流PAW、高频脉冲PAW和“一脉一孔”型PAW焊接工艺研究,对比了三种PAW焊接工艺的焊缝外观形貌,力学性能和工艺性能,后两种焊接工艺焊接接头性能略优于直流PAW。高频PAW焊接工艺的高频脉冲对熔池的冲击作用,有利于增加电弧挺度、提升焊接速度;利用钛合金表面张力大特性配合合理的工艺参数,实现了稳定的TC4“一脉一孔”型焊接工艺,该工艺PAW比传统直流PAW焊缝外观成型更加美观,焊缝背面具有手工GTAW单面焊双面成型形貌特征,且更加均匀、美观,焊缝正面几乎没有下塌;力学性能试验和扫描电镜分析显示“一脉一孔”型PAW焊缝力学性能优于直流PAW,比传统“小孔型”PAW更适合TC4合金的焊接。     

方波交流等离子弧立焊主维弧干涉原因及解决措施

本对方波交流等离子弧焊的主、维弧相互干涉现象进行了研究，理论分析和试验结果表明：主，维弧相互干涉的原因是由于工件极性为负时反极性主电弧与维弧的电场强度，电流流向相异，使钨极和喷嘴表面聚集电荷发生或吸利于主弧（与工件为正时相比，这种有利状态的程度有所降低），不利于维弧；或相反；或既不利于主弧，也不利于维弧；或对两电弧都有利的状态转变，因而导致电弧燃烧不稳定，虽然主，弧弧干涉现象与双弧现象不