长间隙真空电弧形态演变过程观察

应用设计制作的真空电弧图像瞬态摄像系统,对长间隙下（开距４０ｍｍ）不同时刻的真空电弧图像进行了拍摄,获得了真空电弧形态演变过程．通过外加线圈对灭弧室触头间施加纵向磁场,保持了大电流下电弧为扩散型,降低了电弧电压．通过观察电流过零后的真空电弧图像,发现了真空电弧的重燃点位置,并提出了清除的措施     

真空电弧阴极斑点群集聚的主导作用研究

利用动态图像高速微机系统，对真空电弧纵向磁场触头燃弧及重燃过程进行了动态拍摄，对比分析了不同开距下宏观动态图像，微观电子密度和电弧中心光强的不同时域特征，提出高电压等级真空电弧纵向磁场下小开跨阴极斑点群先行集聚也会导致阳极斑点形成，且重燃点仍在原阴极，并对此现象作了解释。     

真空电弧阴极斑点群集聚的主导作用研究

利用动态图像高速微机系统，对真空电弧纵向磁场触头燃弧及重燃过程进行了动态拍摄，对比分析了不同开距下宏观动态图像、微观电子密度和电弧中心光强的不同时域特征．指出高电压等级真空电弧纵向磁场下小开距阴极斑点群先行集聚也会导致阳极斑点形成，且重燃点仍在原阴极，并对此现象作了解释．     

真空开关在分断过程中电弧引燃过程研究

为了深入了解真空电弧的引燃过程，测量了直流真空电弧起弧阶段的电弧电压，屏蔽罩电位以及屏蔽罩收集的离子电流等参数，分析了真空电弧的引燃过程，起弧后等离子体的扩散过程，以及纵磁场对等离子体扩散的影响。     

扩散型真空电弧的弧后电流

研究了一种新的弧后电流测试方法；以较高的灵敏度和抗干扰能力测得了扩散型真空电弧的弧后电流值；给出了计算与实测的比较结果；分析了不同电源条件下的弧后电流。文中指出，扩散型真空电弧的分断极限是由电击穿决定的，而不由弧后电流引起的热击穿所定。     

小电流真空电弧不稳定性及截流的试验研究

通过试验研究了小电流真空电弧不稳定时电弧电压、电弧电流的高频变化过程，观察到电弧不稳定过程中存在许多不成功截断，导致电弧电压和电弧电流波形上叠加高频分量。负载电容、触头并联电容和回路连线电感等对电弧电压、电弧电流的高频过程具有不同的影响；也影响真空开关的截流值。     

真空灭弧室的设计与计算

根据真空电弧理论，对真空灭弧室中的关键部件的设计给出了一般的计算方法     

多次重燃过程中高频电弧持续时间的研究

利用在固定小开距真空灭弧室中产生高频放电的方法，对多次重燃过程中每次重燃的高频电弧现象进行了研究，实验发现：该高频放电的特征可用冷击穿电压和开距的关系及燃弧后真空间隙热而耐压水平和开距的关系进行描述，测量结果表明，用ＣｕＣｒ触头材料制成的真空灭弧室具有较高的冷击穿强度，是ＡｇＷＣ的３倍，根据能量关系建立了每次重燃时高频电弧持续时间的计算模型，并用该模型对试验电路进行了计算。     

低功率电弧加热发动机的实验研究

进行了一种低功率电弧加热发动机(Arcjet)的实验研究．介绍了发动机的结构尺寸和材料选择．实验系统包括真空模拟系统，供电系统，推进剂供给系统，参数测量系统和发动机本体．在真空环境下，用氩作推进剂，得到了不同工况下发动机的性能参数．     

组合体脉冲真空电弧源的初步研究

为得到高密度的等离子体,设计研制了组合体脉冲真空电弧源,它由4套脉冲真空电弧源组合而成.测量了脉冲真空电弧源弧压与弧流的关系;利用静电探针测量了组合体脉冲真空电弧源和单套脉冲真空电弧源产生的等离子体,得到了探针饱和电流(与等离子体密度成正比)与弧压的关系,以及等离子体密度的轴向分布情况;采用飞行时间方法估测了等离子体的飞行速度.组合脉冲真空电弧源最大等离子体密度达到8×1012 cm-3.     

旁路耦合电弧MIG焊数据采集系统的设计与实现

建立一套用于旁路耦合电弧MIG焊接的实验系统,运用LabVIEW编写旁路电弧MIG焊多路电流电压、电弧图像的采集程序,实现焊接电流、电压高速采集,实时显示及存储功能.根据采集得到的实验数据,分析在不同焊接旁路电流输出下,焊接电弧图像、电流电压同步采集过程中电流与电压数值关系及电弧形态.同步过程电流电压数值关系和电弧形态.研究结果表明,旁路电弧MIG焊接过程电流电压信号稳定,焊缝成型质量好,符合旁路耦合电弧理论关系.     

纵向磁场作用下的钨极氩弧焊电弧温度场

通过采集钨极氩弧焊电孤单色图像,采用Fowler-Milne法得到了纵向磁场作用下的电弧温度场,研究了磁感应强度、焊接电流和弧长对电弧温度场的影响.结果表明:在纵向磁场作用下,电弧温度整体降低,电孤体下部出现低温腔;电孤温度场受磁感应强度、焊接电流及弧长的影响.结合电弧图像及温度场在纵向磁场作用下的变化规律,对纵向磁场作用下电弧的演变过程进行了描述:随着磁感应强度增大,在洛仑兹力与自磁收缩力的共同作用下电弧出现先扩张后收缩的现象;随着弧长变长,低温腔变大,阳极附近电孤中心温度变低,且温度半径变大;随着焊接电流的增大,电孤作用半径及电弧的温度半径变大.     

三丝焊接参数对电弧形态特征的影响

由于电磁力的作用,多丝焊接多电弧与常规的单丝焊接电弧有显著不同的形态特征,电弧稳定性也受到直接影响.通过三丝焊接实验,借助高速摄影系统,量化研究了不同焊接电流组合和焊丝距离组合对电弧形态特征的影响.电弧形态参数包括电弧的高度、面积和偏移量,将三者的波动性作为评价电弧稳定性的3个参数.结果表明,电弧高度无明显波动,其值与焊接电流有关,与焊丝距离无关.采用大电流焊接时,熔池金属较多,导致"潜弧现象"的发生,电弧高度和面积均减小;大电流条件下的电弧抗干扰能力强,电弧偏移量小,电弧燃烧稳定.焊丝距离的改变对中间电弧面积的影响最直接,而对引导电弧和跟随电弧面积的影响较小.总体来说,随着焊丝距离的增大,电弧干扰作用和电弧偏移量减小,电弧稳定性提高.     

扩散型真空电弧的弧后电流

研究了一种新的弧后电流测试方法;以较高的灵敏度和抗干扰能力测得了扩散型真空电弧的弧后电流值;给出了计算与实测的比较结果;分析了不同电源条件下的弧后电流.文中指出,扩散型真空电弧的分断极限是由电击穿决定的,而不由弧后电流引起的热击穿所定.     

低能电弧放电瞬间的特性分析

对本质安全电感电路，最小建电弧电压能反映电路的建弧特性，电流变化率能反映电路的电感特性。本文仅针对这两个电气量，对四种电弧放电模型进行了分析与比较。得到电弧放电瞬间每一模型下的电流变化率和电弧电压。分析指出，放电电流抛物线模型不宜描述电弧放电瞬间的变化特性。     

低能电弧放电瞬间的特性分析

对本质安全电感电路 ,最小建电弧电压能反映电路的建弧特性 ,电流变化率能反映电路的电感特性。本文仅针对这两个电气量 ,对四种电弧放电模型进行了分析与比较。得到电弧放电瞬间每一模型下的电流变化率和电弧电压。分析指出 ,放电电流抛物线模型不宜描述电弧放电瞬间的变化特性。     

钨极氩弧焊焊接电弧数值分析

以钨极氩弧焊(TIG)电弧为研究对象，根据磁流体动力学理论构建了电弧数学模型，并对TIG焊接电弧进行了数值分析．数值模拟所得电弧等离子体温度分布与试验值相当吻合．在此基础上对电弧压力和电流密度进行了分析，并通过试验验证了模拟结果．实验结果表明，在本试验条件下，电弧压力分布符合双面指数曲线分布，电流密度分布符合高斯分布规律．     

磁场中真空电弧液滴喷溅分析

分析了在外加磁场作用下，真空电弧镀膜中阴极靶面液池的受力情况，导出了液滴喷溅特性受磁场影响的关系式。结果表明，纵向磁场将使喷溅方向发生偏转，形成一发射角，液池所在位置不同发射角也不同。一维横向磁场将使液池发生偏心喷溅，加剧了液滴的发射；二维横向磁场则可减轻液池的喷溅。     

钴基合金电弧离子镀NiCrAlY涂层的组织结构和抗氧化性能

采用电弧离子镀方法在Co基高温合金K640基体上制备NiCrAlY涂层,研究电弧离子镀涂层和真空退火后涂层的形貌、相结构及抗氧化性能。研究结果表明:电弧离子镀NiCrAlY涂层主要由γ-Ni,γ′-AlNi3和β-NiAl等相组成,衍射峰明显宽化,元素分布均匀;真空退火后涂层组织更致密,衍射峰尖锐,涂层主要由γ-Ni,γ′-AlNi3,β-NiAl,α-Cr以及极少量的Cr23C6组成,元素分布不均匀,Al和Y向涂层表面富集,Cr富集在涂层与基体界面附近。真空热处理可使电弧离子镀NiCrAlY涂层表面生成粘附性良好的α-Al2O3氧化膜,提高了电弧离子镀NiCrAlY涂层的抗氧化性能。     

基于彩色CCD的三色法测量电弧温度场分布

电器触头是低压电器的主要部件,电弧温度是影响电器触头寿命的主要因素。根据ＣＣＤ器件感光成像原理、图像还原原理及普朗克辐射公式阐述了三色法测温的原理,利用彩色ＣＣＤ摄像机摄取的电弧图像中的彩色分量,运用数字图像处理技术进行了噪声消除,重建了电弧的二维温度场分布,描述了测量系统的构成,并给出了电弧实测结果。