双层气流等离子弧加工工艺实验研究

等离子弧具有温度高、能量集中、气氛可控和冲击力大等特点,在机械行业中得到越来越广泛的应用。本文以提高等离子弧加工质量为目的。对双层气流等离子弧加工进行了实验研究,实验结果表明,采用这种方法进行等离子弧加工可以提高等离子弧加工的质量,具有一定的实际应用意义。     

穿孔等离子弧焊接工艺综述

综述了穿孔等离子弧焊接工艺的特点、种类及工艺参数匹配与焊缝质量之间的关系等方面的问题。指出穿孔等离子弧焊具有特殊的“小孔效应”,与钨极氩弧焊相比焊接速度、工件厚度和焊接效率都有了很大的提高。等离子弧焊接衍生出众多类型,包括直流等离子弧焊接、脉冲等离子弧焊接、变极性等离子弧焊接和特殊等离子弧焊接等,能够满足不同行业的特殊需求。本文对于指导实际焊接生产,进一步提高生产效率和焊缝质量具有重要的意义。     

等离子熔射过程中热传递特性研究

采用红外测温仪检测单位时间内基体温度变化来衡量射流与粒子流(含粉末粒子的射流)的加热效应,实验研究了等离子弧电流、电压、熔射距离以及送粉速率变化对加热效应的影响规律,进而对比分析射流和粒子流与基体/已熔射涂层之间的热传递特性.实验结果表明:等离子熔射过程中的加热效应主要取决于射流引起的对流传热;粒子流的加热效应特点与射流不同,而粉末粒子仅对其沉积区域的温升有贡献;随着熔射距离的增加,射流的加热效应急速下降;等离子弧电流和电压的增大相应地提升了喷枪功率,加大了射流与基体间的对流传热.     

一种新型非转移型等离子弧发生器

为了提高非转移型等离子弧发生器的功率和耐用度,提出了一种具有辐散式喷嘴等离子弧发生器.用这种喷嘴结构,对非转移型等离子弧进行了实验研究.与圆拄形阳极喷嘴相比较,等离子弧电压降低了3.2~9.1 V ,而稳定工作的弧电流可增大到200A     

尖状磁场约束等离子弧的实验研究

本文设计出尖状磁场约束等离子弧的装置，进行了磁场约束等离子弧的加工实验。并且研究了约束等离子弧的截面形状、弧电压等特性，分析了约束等离子弧的加工质量。     

CO_2保护等离子弧物理特性的研究

本文对新型的 CO_2保护等离子弧的物理特性进行了试验研究。研究表明,CO_2保护气流对等离子弧产生再压缩效应,造成了 CO_2保护等离子弧,在能量特性、物理特性和工艺性能方面具有与普通等离子弧不同的特点。研究结果为 CO_2保护等离子弧在焊接和切割中的推广应用以及制定合理的工艺,提供了理论依据。     

面向喷涂技术的等离子射流特性研究

结合纹影成像等测试技术和数值模拟技术，考察、记录和分析等离子喷涂过程中的现象与数据，揭示等离子射流动力学和热物理特性，研究上述特性对涂层质量的影响规律．结果表明，冷空气强烈卷入，导致射流温度、速度、浓度沿射流轴向和径向衰减很快，有必要采取附加保护喷嘴等措施，减缓空气卷入对涂层质量造成的负面影响．所建模型可为提高等离子喷涂涂层质量提供有益的指导．     

熔射形成的陶瓷件制造技术

从等离子熔射快速制造陶瓷件工艺过程入手,研究等离子射流温度场分布、送粉方式、粉末飞行过程中射流与粉末能量和动量传递、粉末的温度特性和速度特性对成形质量的影响;分析沉积过程中所收集粉末的熔融状态、粒子扁平化形态对熔射层微观结构的影响,研究表明,通过优化工艺参数,改善射流温度场分布、粉末飞行特性,可有效地提高成形质量。     

纵向磁场约束等离子弧的试验研究

本文进行了纵向磁场约束等离子弧加工试验，并分析了受约束等离子弧的加工质量，阐述了纵向磁场约束等离子弧的机理。     

双尖角磁场再压缩等离子弧切割

通过对于双尖角磁场再压缩等离子弧的电弧形态、电特性、热特性、力学特性及电弧稳定性的测定与分析,说明采用双尖角磁场再压缩等离子弧沿电弧截面长径方向进行切割是提高切口质量、工艺稳定性和切割生产率的有效途径。本文介绍了采用此方法对16～20mmlCr18Ni9Ti钢板切割的试验结果,并就双尖角磁场的磁头结构、再压缩等离子弧的物理特征及工艺特性、切割规范选择的特点以及切口质量进行了探讨。     

激光辅助大气等离子弧堆焊射流场计算模型

使用亚格子尺度模型的正六边形7-bit网格格子Boltzmann方法（LBM）来计算激光辅助大气等离子弧堆焊流场湍流流动，通过选取适当的速度和温度平衡分布函数，对LB演化方程采用泰勒展开、Chapman-Enskog展开及多尺度展开，使平衡分布函数满足一些统计式，并对方程中的微观粒子分布进行宏观统计，最终导出了激光辅助大气等离子弧熔积流场的宏观连续、动量和能量输运非线性偏微分方程，确定了扩散系数和平衡分布函数系数的表达式，为进行等离子弧激光粉末堆焊射流场的模拟作好了准备．     

在相对论性激光-等离子体系统中模拟激光参数对等离子弧柱形态的影响

基于相对论性激光-等离子体动力学理论和PIC方法建立了激光入射等离子弧柱的模型,该模型描述了激光入射等离子弧后粒子的运动,并模拟了弧柱形态的变化。通过改变激光的平均功率、脉冲宽度以及重复频率,模拟等离子弧柱形态变化,得到的激光参数对等离子弧柱形态的影响规律。通过控制弧柱的直径可以提高材料的熔积性能。计算结果表明增大激光平均功率、脉冲宽度,可以更深地压缩等离子弧;但是,重复频率的影响则会出现波动现象。激光等离子复合加工更适合于精细加工。     

缓进给磨削时磨削弧区径向射流冲击强化换热技术的应用

在分析缓进给磨削时烧伤机理的基础上,提出了高压射流冲击强化磨削弧区换热的创新构想,并通过传热学基础实验研究了射流冲击强化换热的传热特征,研制了能实现磨削弧区径向射流定向冲击强化换热的工艺装置,并通过缓进给断续磨削实验其换热效果,结果表明,射流冲击强化换热技术确是提高弧区换热效率的有效方法,且弧区径向射流速度越高,换热效果越好,在解决难加工材料磨削烧伤方面具有广阔的应用前景。     

不锈钢氮气等离子弧手工切割的试验研究

在自制设备的基础上,进行了氮气等离子弧不锈钢手工切割试验研究,本文综合分析了等离子弧工艺参数对稳定性、割口质量及生产率的影响。并初步研究了不锈钢切割时割口底部熔瘤的形成过程和消除途径,以及喷咀烧损的原因和提高寿命的措施。同时进行了等离子弧割口与鉋削加工不锈钢坡口在焊接后性能的比较,并提出了厚度为8～20毫米不锈钢板合适的切割规范。     

浅析等离子弧焊在换热器不锈钢薄板上内圆自动焊接的应用

随着科学技术的不断进步,人们对焊接工艺有了更高的要求,等离子弧是采用等离子焊炬压缩自由电弧,形成高温、高电离度和高能量密度的电弧,等离子弧与TIG焊相比,具有焊接质量高、焊接速度快、热量集中等优点,将此技术应用在换热器不锈钢薄板的焊接,攻克了国内全焊接换热器,不适用高压工况的技术瓶颈。     

等离子弧焊维弧行为研究

论述了等离子弧焊中维弧的存在形式及其对主弧的稳定机理，提出了解决主、维弧相互干涉的各种可能途径如采用断续维弧、交流维弧或使主、维弧具有不同通道及从维弧形态等方面提高主弧稳定性的具体措施     

铝锂合金激光-等离子弧复合焊焊缝表面成形

铝合金激光-等离子弧复合焊(LB-PAW)中焊缝表面成形质量差。为了解其形成机理和解决方法,建立了可考虑等离子弧力作用的激光-等离子弧复合焊熔池流动数值分析模型,研究了不同热源次序对熔池速度场的影响,并进行了不同热源次序条件下铝锂合金焊缝成形试验。结果表明:在单纯激光焊、复合焊等离子弧前置和等离子弧后置3种条件下,熔池表面流动环路及速度存在很大不同;复合焊等离子弧前置时焊缝表面出现较深凹坑,纹理粗大,成形不良,等离子弧后置时焊缝表面平整,成形良好。在铝合金1420的LB-PAW中,熔池流动与焊缝表面成形情况密切相关,等离弧力是影响焊缝表面质量的主要因素之一,建议采用"激光在前,等离子弧在后"的热源次序进行铝合金焊接。     

空气等离子弧最佳压缩效果参数选择与研究

叙述了影响空气等离子弧压缩效果的主要因素,并根据大量试验数据进行归纳和分析,按照不同数据变化规律总结出了最佳喷嘴孔径、喷嘴与电极之间的间距和工作气压等主要参数。为提高等离子切割质量提供参考。     

Ti-Mg对SiCp/Al复合材料等离子弧原位焊接性能的影响

为分析SiCp/Al基复合材料的焊接性,以Ti-Mg混合粉末作为填充材料,采用氮氩混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.结果表明,填充Ti-Mg混合粉末进行等离子弧原位焊接时接头组织致密,结合较好,焊缝组织中生成了新的增强颗粒,未发现明显的针状相,从而有效地提高了接头的力学性能.力学性能试验表明,采用Ti-Mg混合粉末进行等离子弧原位焊接所获得的最大拉伸强度为204.7 MPa.此外还探讨了Mg在等离子弧原位焊接中的作用.     

Ti-Mg对SiCp/Al复合材料等离子弧原位焊接性能的影响

为分析SiCp/Al基复合材料的焊接性,以Ti-Mg混合粉末作为填充材料,采用氮氩混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.结果表明,填充Ti-Mg混合粉末进行等离子弧原位焊接时接头组织致密,结合较好,焊缝组织中生成了新的增强颗粒,未发现明显的针状相,从而有效地提高了接头的力学性能.力学性能试验表明,采用Ti-Mg混合粉末进行等离子弧原位焊接所获得的最大拉伸强度为204.7 MPa.此外还探讨了Mg在等离子弧原位焊接中的作用.