气体对激光焊接熔深和等离子体行为的影响

利用1．7KW连续波CO2激光器焊接厚度为4mm的SUS304奥氏体不锈钢，分析了气体种类及压力对焊缝熔的影响，并利用调整摄像机拍摄等离子体照片，分析了等离子体的行为特征，试验结果表明气体压力减小，熔深增大，且达到饱和溶深，同时压力减小，等离子体数量也少，Ar气体情况下等离子体明显。     

电弧等离子体发生器特性的研究

探讨了电弧等离子体发生器的静态伏安特性以及气体流动状态对等离子体发生器热效率、热焓的影响。通过合理调节切向和径向气体流速，能够提高等离子体发生器的热效率并能对等离子体实现精确控制。随着气体流速的增加，弧电压增加，热效率有一定的增加。另外，进气方式对等离子体发生器的特性也有影响，全为切向进气时，等离子体发生器的热效率很低；当径向气体流速达切向气体流速的2／3时，热效率为60％；当径向气体流速和切向气体流速相等时，热效率可达65％～75％。     

气体熔池耦合活性TIG焊电弧传热传质过程的数值分析

针对气体熔池耦合活性TIG焊电弧,建立焊接电弧传热传质过程的数学模型.采用简化阴极边界层模型对阴极与电弧耦合求解,计算得到气体熔池耦合活性TIG电弧等离子的温度、氧气分布、等离子体流速、电势和电流密度等特征参数,并与传统TIG电弧进行对比.结果表明:氧气主要分布在电弧外围,只有少量进入电弧内部;与TIG电弧相比,相同焊接参数下气体熔池耦合活性TIG焊电弧温度上升,等离子体流速增大,电弧略有收缩,阳极表面电流密度、热流密度与电弧压力峰值均增大.     

激光焊接等离子体简化电流模型及应用

等离子体控制是解决高功率激光焊接的关键技术。为完善对等离子体控制技术 ,对焊接过程中等离子体电流的形成进行了理论分析 ,并将等离子体导电过程简化等效为一个具有内阻的电源模型。采用 3 k W CO2 激光器在不同激光焊接规范下 ,依据测量得到的等离子体电流计算得到了等效电源电压和等效内阻。最后依据此模型成功实现了辅助磁场对等离子体的控制     

准分子激光诱导等离子体中镁原子及离子发射光谱线的实验研究

本文报道了用准分子３０８ｎｍ激光烧蚀固体镁靶产生的低温微等离子体，用光学多道分析仪测量了等离子体中镁原子及离子的发射光谱线的Ｓｔａｒｋ展宽与延时及缓冲气体压力之间的关系，由此讨论了激光等离子体的电子密度随时间演化的特性及缓冲气体压力对激光等离子体特性的影响。     

准分子激光诱导等离子体中镁原子及离子发射光谱…

本文报道了用准分子３０８ｍｍ激光烧蚀固体镁靶产生的低温微等离子体。用光学多道分析仪测量了等离子体中镁原子及离子的发射光谱线的Ｓｔａｒｋ展宽与延时及缓冲气体压力之间的关系，由此讨论了激光等离子体的电子密度随时间演化的特性及缓冲气体压力对激光等离子体特性的影响。     

基于等效缺陷尺寸在役焊接安全性评价研究

采用有限元模拟软件SYSWELD对X70管线钢在役焊接瞬时温度场进行模拟,综合考虑焊接熔池尺寸及高温区金属强度损失,运用强度路径积分法对焊接熔池进行等效。将等效熔池看作是体积型缺陷,基于等效缺陷尺寸对在役焊接安全工作压力进行计算,进而对输气管道在役焊接安全性进行评价。结果表明:随着壁厚增大,安全工作压力增大,安全性增强;管径增大,安全工作压力减小,安全性降低,等效缺陷长度修正因子可削弱这种影响;气体介质条件下安全工作压力与饱和水介质相比较小,同时气体压力、流速对安全工作压力影响较小,在一定壁厚下用常规空气冷却条件下的等效缺陷尺寸进行安全性评价是保守的。     

压力对双射流电弧等离子体特性的影响

该文采用实验测量方法研究了气体压力对双射流直流电弧等离子体弧电压、放电稳定性及等离子体电弧-射流区二维投影温度场的影响规律。通过引入可见光测温技术,对不同工况下的热等离子体放电图像进行采集,并采用二值化阈值分割方法求取投影温度场对应的等灰度线,利用8方向Freeman链码对特定边界进行描述,从而对热等离子体电弧-射流稳定性进行评估。研究结果表明:在其他参数保持不变的情况下,随着反应器内工作压力的降低,电弧-射流区二维投影温度场高温区面积增大,同时,电弧的稳定性也会受到一定影响;但随着工作气体流量的增大,反应器内工作压力对电弧-射流二维投影温度场高温区面积变化的影响减弱;在本文实验研究参数范围内压力对弧电压的影响较小。     

水下焊接电弧温度的光谱诊断

本文利用等离子体光谱诊断法对水下焊接电弧温度进行了比较系统的研究。文中对水下湿法焊接与干法焊接的电弧温度进行了对比分析，讨论了水的冷却作用及水压力对水下电弧温度的影响，此外还对焊接规范、焊条药皮中铁粉的含量等因素对水下焊接电弧温度的影响作了较详细的探讨。本研究工作对水下焊接电弧物理及焊接冶金的研究有参考价值。     

等离子体蚀刻多晶硅深沟道研究

等离子体蚀刻硅深沟道用作存贮器件的储存电容有非常重要的作用,就等离子体在微电子制造领域中蚀刻二氧化硅,多晶硅的原理和如何控制形状(profile)和深沟道的深度做了研究,解释了HBr,NF3,He_30%O2气体,压力对蚀刻速率,Si/SiO2蚀刻选择比的影响.结果表明:蚀刻率随HBr流量的增大而增大,压力和侧壁保护气体He_30%O2控制着整个蚀刻图形.     

MIG焊焊丝熔化率的研究

作者在本文中研究了在ＭＩＧ焊焊丝熔化率与焊接参数（电流密度，伸出长度和保护气体成分）的关系，发现，如果伸出长度和保护气体不变，尽管焊接电流和焊丝直径有不同变化，而焊丝熔化率仅与焊接电流密度有关。 通过实验和理论分析，作者成功地评定电阻热和电弧热的分别作用，并导出焊接时焊丝的电阻率。伸出长度上的温度分布及其平均温度亦可近似求出。还发现保护气体对焊丝熔化率有一定的影响，但影响的程度在焊接电流大幅度变化时保持不变。 文中所得之结果将有助于在ＭＩＧ焊中选择焊接参数和控制焊接质量。     

水下局部干法焊接中排水罩内的流体状态分析

利用FLUENT计算流体力学软件对水下局部干法焊接中排水罩内的排水气体与焊接保护气体的流动状态进行仿真,以分析2种流体的压力和速度分布,以及排水气体对保护气体的影响.结果表明:随着排水气体与保护气体的不断导入,排水罩内2种流体的扩散逐渐均匀;焊枪喷嘴下方保护气体外围的相对压力最大,其值约为3kPa,而且保护气层外侧的气流流速最大,从而起到了防止排水气体侵入,使焊接电弧基本不受排水气流影响的作用.同时,将基于排水罩模型研制的排水罩集成到水下焊接机器人上,利用水下局部干法焊接实验平台模拟水深分别为20、40及60m条件下的水下焊接环境,进行了水下局部干法堆焊实验,所获得的焊缝表面成形良好,能够满足水下焊接质量的要求.     

大面积表面放电等离子体的产生及电特性研究

为了获得大面积表面放电等离子体,设计了大气压多电极表面放电等离子体激励器,并对给定电源频率下等离子体激励器的放电特性(包括气体放电的利萨如图形、稳定放电时的功率及功率面密度等参数)进行了实验研究.实验测量结果表明,采用多电极结构表面放电等离子体激励器可以在较低的电源输入功率面密度下获得大面积的气体放电等离子体.     

大气压气体放电等离子体流动控制概述

等离子体与固体、液体、气体一样,是物质的一种存在形态,也被称之为物质的第四态.首先简要介绍了气体放电等离子体的基本特性、等离子体在空间中的广泛存在状态、等离子体的划分方法、产生方法以及气体放电等离子体研究的发展历程;其次进一步介绍了流动控制技术在航空航天领域的重要性、流动控制技术的分类、主动流动控制的技术优势以及流动控制技术的作用机理等;然后着重介绍了大气压气体放电等离子体流动控制技术在国内外的发展现状,并主要介绍了大气压介质阻挡放电等离子体流动控制技术的技术优势及其在流动控制领域中的研究现状;最后文章对大气压介质阻挡放电等离子体流动控制领域的研究工作进行了展望.     

光纤激光焊接镀锌板的工艺研究

为提高车身常用镀锌板的焊接质量和焊接效率,采用4000W光纤激光对厚度为0.8mm常用的镀锌板进行了焊接试验,分析了焊接速度,焊接气体和搭接间隙对焊接质量和焊接效率的影响.结果表明:焊接速度随着功率的增大而加快,,焊接间隙应该控制在0.07-0.1mm之间.     

并联双闭环控制方式对GMAW焊接过程的影响

在对短路过渡熔化极气体保护焊（GMAW）的飞溅及焊缝成形影响因素分析的基础上，基于数字信号处理器控制系统建立了一个全数字式并联双闭环控制系统，分别对短路阶段及燃弧阶段的焊接电参数进行调节，达到对短路、燃弧期间电流波形的分阶段适应性控制，以改善短路过渡GMAW工艺性能的目的．实验结果表明，采用该方式控制的波控数字式GMAW焊接电源，在焊接性能上与普通平特性逆变焊接电源相比有较大的提高，飞溅减小、焊接过程稳定、焊缝成形好，更加适合GMAW短路过渡焊．     

激光深穿透焊接的研究

采用侧吹气体来抑制等离子体对激光能量的屏蔽，取得了比较满意的焊接效果，同时还讨论了激光功率，焊接速度及透镜离焦量对激光深穿透焊接的影响。     

高速摄像技术中TIG焊接过程的熔池和电极研究

TIG焊接过程中，熔池液体的流动和阴极表面的变化直接影响焊接质量和电弧稳定性的好坏。本采用高速摄像机配合光学窄带滤光片，很好地解决焊接过程熔池液体流动和电极现象的观察困难的问题，研究焊接过程中液面的流动和电极表面的变化情况。研究结果表明：焊接电弧的辐射由一些不连续波长的峰组成，选择950—960nm波长的红外窄带滤光片有选择地降低等离子体电弧的亮度，清晰地观察焊接过程中熔池表面的变化和电极表面的变化。熔池液体的对流的原因是由于温度差别造成的液体表面张力和密度不同、电弧等离子体的压力以及电弧电流的电磁力，液体流动的平均速度为0．12m／s，最高瞬间速度可达0．7m／s。在焊接过程中，电弧上方的电极表面形成钨枝晶和氧化钍富集区，是下一次使用时电弧的起弧点，电弧起弧的稳定性取决于电极尖端氧化钍的含量。     

焊缝气孔缺陷的形成原因及防治措施

焊接制造技术是一门理论性和实践性较强的综合性技术。论述焊缝气孔缺陷的类型及形成条件，如何限制熔池溶入或产生气体以及排除熔池中存在的气体，选用与母材匹配的焊接材料，制定并控制焊接工艺条件，可以有效的控制焊接工程中的气孔缺陷的产生。     

基于数字信号处理器和LabView的焊接电源系统

介绍了基于数字信号处理器(DSP)控制的气体保护焊接电源，以及在此数字化焊接电源的基础上，采用实验室虚拟仪器工程平台(LabView)技术建立的焊接电源系统研究平台．通过数字信号处理控制和自调节以及柔性化的控制程序实现合适的电源外特性、网压补偿、焊接电压及电流的反馈、送丝机构等，大大增强了焊接电源的稳定性和可靠性；在基于虚拟仪器LabView技术建立的焊接电源系统研究平台上，对焊接过程中焊接电流和焊接电压信号进行采集，并加入时刻标定信号表示焊接过程的不同阶段．焊接过程实时采集和显示各个信号波形，并对焊接电流和焊接电压统计分析运算，得到焊接过程主要参数的概率密度分布图．实验表明，该系统工作稳定，满足研究工作需要．