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。     

水—磁约束等离子弧切割方法研究

提出了用水箍及磁场对等离子弧进行综合二次约束的原理，并通过不锈钢切割试验探讨了水－磁约束等离子弧的特性、切割质量和加工速度的一般规律，研究表明：这种二次约束方法兼具水约束和磁约束的优点，其约束效果及相应的切割效果都优于单一水约束 或磁约束所能达到的效果；利用水－磁二次约束也有助于降低喷嘴热负荷，提高喷嘴寿命与加工稳定性。     

水－磁约束等离子弧切割方法研究

提出了用水箍及磁场对等离子弧进行综合二次约束的原理，并通过不锈钢切割试验探讨了水－磁约束等离子弧的特性、切割质量和加工速度的一般规律。研究表明：这种二次约束方法兼具水约束和磁约束的优点，其约束效果及相应的切割效果都优于单一水约束或磁约束所能达到的效果；利用水－磁二次约束也有助于降低喷嘴热负荷，提高喷嘴寿命与加工稳定性。     

水磁综合约束等离子弧加工陶瓷方法研究

为减小陶瓷板件切口宽度，提高切口质量，采用水箍和磁场对附加阳极等离子孤进行综合二次约束，通过陶瓷板加工试验研究，探讨了水磁综合约束等离子弧的特性、加工质量和加工速度的一般规律。研究表明：该约束方法兼有水约束和磁约束的优点，其约束效果及相应的相工效果都优于单一水约束或磁约束的；利用水磁综合约束也有助于降低喷嘴热负荷，提高喷嘴寿命与加工稳定性；采用直径3mm的喷嘴对6mm厚的Al2O3陶瓷板进行切割，可获得宽度4.6mm的光滑切口，无渣切速可达0.9-1.2m/min。     

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。     

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。     

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。     

等离子射流特性的实验研究

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。以提高等离子弧加工质量为目的,利用纹影法对等离子射流的流场进行了实验研究,分析了等离子工作电流、气体流量对等离子射流的影响,从而对提高等离子弧喷涂质量具有一定的指导作用。     

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。     

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。     

过滤管道磁场对改进弧沉积系统弧放电和传输效率的影响

在 90°磁过滤管道和MEVVA源阴极之间加一 30～ 60V的正偏压 ,可使磁过滤管道起到阴极弧放电第二阳极的作用 .在此情况下对磁过滤管道磁场对MEVVA源阳极 阴极以及磁过滤管道 阴极 2个回路弧放电以及磁过滤管道等离子体传输效率的影响进行了实验研究 .研究表明 ,磁过滤磁场升高 ,磁过滤管道和阴极之间的弧放电规模降低 ,系统的等离子体传输效率升高 ,但对MEVVA源阳极和阴极之间的弧放电规模影响不大 .     

聚焦磁场对系统弧放电和传输效率的影响

在90°磁过滤管道和阴极之间加一30～60V的正偏压可使磁过滤管道起到阴极弧放电第二阳极的作用.在此情况下对聚焦磁场对MEVVA源阳极-阴极以及磁过滤管道-阴极2个回路弧放电和磁过滤管道传输效率的影响进行了实验研究.研究表明,随聚焦磁场升高,MEVVA源阳极和阴极之间的弧放电规模减小,而磁过滤管道和阴极之间的弧放电规模增大,并且系统的等离子体传输效率也随之升高.     

钼和钛等离子体在磁过滤弯管中的传输

测试了磁过滤弯管偏转钼和钛等离子体时导向磁场、弧流、偏压对磁过滤弯管等离子体输出量的影响关系,比较了钼和钛等离子体的传输特征,探讨了等离子体在磁过滤弯管中传输的影响因素.结果表明:随导向磁场增加,最佳偏压先是下降,而后趋于稳定;钼等离子体最佳偏压明显高于钛等离子体最佳偏压.     

碳和钨等离子体在磁过滤弯管中的传输

测试了磁过滤弯管偏转碳和钨等离子体时导向磁场、弧流、偏压对磁过滤弯管等离子体输出量的影响关系,比较了碳和钨等离子体的传输特征,探讨了等离子体在磁过滤弯管中传输的影响因素.结果表明:随导向磁场增加,最佳偏压先是下降,而后趋于稳定;钨等离子体最佳偏压明显高于碳等离子体最佳偏压.     

MEVVA离子源等离子体密度测量

采用静电探针方法测量了ＭＥＶＶＡ离子源中的等离子体，得到了单探针，双探针的特性曲线，等离子体电子温度和等离子体离子密度以及离子密度随离子源轴向的变化和径向分布。其中离子密度随离子源径向的分布近似为高斯分布，还研究了等离子体密度与弧流的关系，并采用加会切磁场的方法试图改善等离子体密度的径向分布的均匀性，得到了一些有益的结果。     

阴极真空弧放电等离子体的过滤及传输

阴极真空孤放电产生高密度等离子体的同时，也产生了尺寸可达微米量级的液滴，液滴对膜层的污染限制了它的应用。为解决这个问题，可采用轴对称磁场约束阴极斑，磁过滤器过滤等离子体出束中的液滴。结果表明液滴在磁过滤器出口处已基本上被过滤掉了，该处离子束流达到１２０ｍＡ。     

旋转磁场-高频群脉冲电化学复合加工实验研究

将特定的旋转磁场引入高频群脉冲电化学加工中,研究磁场方向随时间变化时,磁场能量对电化学加工效果的影响. 旋转磁场系利用单片机控制8位继电器顺序动作给相应线圈供电而产生. 通过设计的正交实验探究旋转磁场的相关参数对加工效果的影响,探讨各工艺因素之间的交互作用对加工效果的影响情况. 通过分析发现,磁场的旋转周期、磁感应强度及加工间隙三者的交互作用对加工效果影响很大,并呈现一定的规律.      

电势法和磁场法在直流电弧炉电弧射流数值模拟中的对比

针对直流电弧炉冶炼过程,在二维近似条件下,利用PHOENICS程序对直流电弧炉内电弧射流的磁流体力学模型进行了数值模拟,分析了电势法和磁场法在电弧射流数值模拟研究中的异同,并将这两种方法的计算结果与已有的实验结果进行了比较.结果表明,磁场法的计算结果高于电势法且与实验结果更加接近;但从数值模拟的角度看,电势法更易实现.     

低压断路器中电弧运动磁流体动力学模型的仿真研究

根据低压断路器开断时电弧起弧的物理过程,建立了以磁流体动力学（ ＭＨＤ） 为基础的电弧模型．根据气流场,结合热场、磁场与电流分布,对低压断路器的电弧运动过程进行了数值模拟研究,经对磁场在电弧初始运动阶段对电弧运动的影响进行数值分析,结果表明：电弧在磁场中运动得更快,并且可以更有效地被冷却．