焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的实现

探索一种实现超窄间隙焊接的新方法.采用5 mm的坡口间隙,将特定成分的焊剂带沿坡口侧壁送入电弧区,对电弧进行约束,可阻止电弧沿侧壁攀升;同时能有效控制电弧的加热区域,保证坡口两侧壁的有效熔合.设计并试验研究焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的焊枪.导电嘴采用弹簧片作用的双铜板结构,通过建立描述导电嘴在夹紧焊丝时的变形及受力方程,精确设计导电铜板的几何形状,保证其可靠导电性和耐用性.试验表明,焊剂带与电弧的相对位置,以及合适的送焊剂带速度是保证稳定焊接过程的关键.     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的气保护方法

利用焊剂带约束的电弧进行超窄间隙焊接时,采用合适的气体保护工艺十分重要.为了获得成形良好的超窄间隙焊缝,通过分析和试验确定粗扁管单侧倾斜送气的气保护方法,设计用于研究气保护效果的试验装置,并利用该装置研究气流量、喷嘴截面尺寸以及喷嘴与保护区距离对气保护效果的影响.结果表明,在气体喷嘴截面尺寸为2.5 mm×12 mm,气体喷嘴与电弧距离为20～25 mm的情况下,保证焊缝成形良好的最佳气流量为10 L/min.     

TIG电弧弧柱机制的静电探针分析

利用自行研制的运动铜丝静电探针,对TIG电弧进行低扰动诊断,测量弧柱区不同位置的电位.结合静电探针与等离子体相互作用机理分析电位波形的形成机制.研究发现,当探针位于电弧的中央区域时,探针与载流等离子体和非载流等离子体发生交替接触,使探针上的电位呈负电位和零电位交替变化.据此提出摆动载流通道TIG电弧模型.在电极的阴极斑点和工件的阳极斑点之间,形成一种直径小于弧柱的载流通道,它以数百赫兹的频率,在电弧内部温度较高的等离子区旋转和摆动,承担所有的电弧电流.而在载流通道没有运动到的外围温度区域,则呈现温度较低的负离子区.     

CO2环境下DLC与不同对偶的摩擦学机理分析

高硬度、高耐磨以及良好化学稳定性的类金刚石(DLC)薄膜具有低摩擦行为.采用非平衡磁控溅射技术制备DLC薄膜,在CSM高-低温真空摩擦试验机上进行摩擦学测试,并且基于第一性原理建模计算,分析真空和CO_2气氛与DLC薄膜同Al和ZrO_2配副之间相互作用的摩擦机理.结果表明:真空环境下,DLC同Al和ZrO_2配副对磨的摩擦系数分别为0.8和0.28;CO_2气氛环境下的摩擦系数分别为0.051和0.011.理论计算揭示,真空环境下Al/DLC和ZrO_2/DLC的相互作用界面分别形成Al—C和O—C共价键和大的界面分离功,导致摩擦系数偏高;然而,CO_2饱和了DLC表面的C悬键,且在Al/DLC-CO_2和ZrO_2/DLC-CO_2摩擦副的界面处形成了Al—O和O—O的高能反键态,导致界面分离功降低,从而呈现出较低的摩擦系数.表明ZrO_2/DLC摩擦副的摩擦性能更优;更重要的是,CO_2气氛可以显著降低两种摩擦副的摩擦系数.