铝熔化极氩弧焊中的自身调节作用

采用自制装置研究了短弧区铝合金熔化极氩弧焊时的自身调节作用，测定了熔滴热焓、温度和焊丝熔化特性．证实了阳极斑点爬升现象，测定了弧长恢复时间常数，并指出短路过渡时也存在着焊丝熔化率的自身调节作用     

真空电弧阳极斑点的形成过程及纵向磁场的影响

本文通过实验观察了阳极斑点形成过程中电弧电压和孤柱电位分布的变化及纵向磁场在其中的影响,并测量了电子温度和密度值。实验中还观察了因弧柱收缩所产生的相应变化。实验中发现了两种不同的阳极斑点模式——辉点和块熔斑点。文中提出弧柱收缩的理论对阳极斑点现象及纵向磁场的作用进行解释,认为弧柱收缩是阳极斑点形成的中间过程。文中以此理论为基础建立了数学模型。该模型首次给出了在具有纵向磁场的真空电弧中阳极斑点形成过程的定量关系。实例计算结果与实验基本相符。     

影响焊条熔滴过渡力学因素的研究

本文通过测定试验焊条的电弧力、熔滴表面张力和过渡熔滴的统计尺寸及重量,借助双画面电声象同步激光高速摄影和X光高速摄影观察了熔滴过渡形态,测量了熔滴振荡参数。在这些实验结果基础上,从力学角度对影响焊条熔滴自由过渡的主要因素作了数量方面的和综合性的研究。     

手工焊过渡熔滴尺寸的试验研究

本文推荐一种测定过渡熔滴尺寸的方法,即62年英国电弧物理会议上石崎敬三提出的d_(50)法。这种方法可以较准确地定量测定过渡熔滴尺寸,再现性很好,方根差为0.059,误差系数为2.1％。本文就此方法做的一些验证性试验研究,结论如下: Ⅰ、d_(50)法把统计理论应用于随机量的测定,具有较科学的理论基础,实验证明它可以对各种影响熔滴尺寸的因素进行定量评定,因而不失作为一般焊条厂测定过渡熔滴尺寸的有效手段。 Ⅱ、焊条与碳棒之间夹角越大,熔滴尺寸越大。 Ⅲ、电流强度增大,熔滴尺寸是减小的,只是由于药皮类型不同,减小的趋势不同而已。 Ⅳ、极性对过渡熔滴尺寸亦有影响,通常正极性施焊要比反极性施焊时熔滴尺寸大。但变化趋势相同。 Ⅴ、能增加电弧析出的气体量或减小表面张力及界面张力的成份均能使过渡熔滴尺寸减小,如大理石、长石等。 上述试验研究表明:用d_(50)这个量来评定过渡熔滴尺寸是较为合理的,因为这个尺寸的熔滴也是出现频率最高的。因而适合没有特殊手段的工厂作为评定过渡熔滴尺寸大小的方法。     

铝的MIG焊接电弧固有自调节作用的机理及新型MIG焊接电源研制中有关问题的探讨

本文指出铝的MIG焊接亚射流电弧的“固有自调节作用”产生的机理,是弧长变化引起了阳极电压和熔滴过渡形式改变的结果。而固有自调节作用的灵敏度在熔化特性曲线的各区段有不同的强度,其最强点在亚射流过渡区熔化特性曲线出现熔滴短路过渡的拐点上,该点所对应的弧长就是采用“等速送丝—恒流电源”调节系统焊接时应选择的最佳弧长。论文指出新型MIG焊接电源必须具有恒流带外拐的外特性,其焊接电流和送丝速度均要保证线性调节,同时按照最佳规范匹配,此种焊接工艺方法是容易实现的。     

焊条溶滴短路过渡特性的研究

本文利用双画面象声电同步激光高速摄影技术和电脑式电弧分析仪等先进测试手段,系统地研究了焊条药皮组成和焊接规范对短路过渡特征参数的影响规律及短路过渡的控制环节。提出焊条熔滴短路过渡可分为熔滴与熔池的接触、液桥金属向熔池的过渡及液桥颈缩断开三个环节;而熔滴表面张力、尺寸大小、气体析出量以及电磁力即短路电流等因素对这三个环节起控制作用。     

数字电弧电压分析仪

电弧电压是焊接电弧的主要参数之一。电弧电压值及其分布反映了电弧稳定性,焊条熔化率,也反映了熔滴过渡类型。但在统观的数据上,过去只能测定其平均值,或者定性地测定其摆动范围。这在某些研究工作中是很不够的。如在手工焊条研制中,少量药皮成分的改变引起的电压平均值变化是不大的,测定比较困难,因而只能增加配方次     

双丝间接电弧氩弧焊的熔滴过渡形式

采用氙灯背光高速摄像系统及示波器对双丝间接电弧氩气保护焊的熔滴过渡进行了研究。结果表明：双丝间接电弧氩弧焊正、负极的熔滴过渡形式并不完全相同,根据正、负极熔滴过渡形式的不同组合将熔滴过渡分为大滴—大滴过渡,射滴—大滴过渡,短路过渡,射滴—射滴过渡,射流—大滴过渡,射流—射滴过渡及射流过渡7种类型。在焊接过程中以射流过渡及射流—射滴过渡为主。双丝间接电弧氩弧焊主要靠电弧热量及熔滴携带热量熔化母材,熔滴过渡方向与电流流动方向不同,正、负两极熔滴同时过渡,两极的过渡频率、尺寸有所不同。     

铝的熔化极氩弧焊电弧稳定性研究

本文对铝MiG焊接电弧固有自身调节作用及其物理本质,形成机理及影响因素进行了研究。用自制的电弧演示装置及平特性(CV)电源和垂直下降特性(CC)电源及垂直陡降带短路补偿的等电弧电流(CAC)电源,测出了不同送丝速度下不同弧长的熔化特性曲线,并对曲线的各部走向进行了分析,得出最强的电弧固有自身调节作用是在上部短路过渡区。这是由于过渡型式的变化和接触型过渡熔滴尺寸(即短路频率)的变化引起的。     

正负极性CMT铝焊丝熔滴体积增长量分析

为了定量研究铝焊丝在正负极性冷金属过渡时熔滴体积的变化情况，搭建了VPCMT熔滴过渡图像及电信号采集平台．利用数字图像处理技术，对拍摄得到的熔滴过渡图像进行处理，得到了仅包含焊丝、熔滴轮廓的二值图像．结合焊丝直径与熔滴径向尺寸之间的关系特征，将熔滴与焊丝之间“固-液”分界面的判定分为焊丝直径大于、等于、小于熔滴径向尺寸3种情况进行讨论，提出了判别熔滴与焊丝之间“固-液”分界面的具体方法．首先基于此方法得到了不同工艺参数下，铝焊丝在燃弧阶段不同时刻的瞬时熔滴体积．依据燃弧阶段末期与燃弧阶段初期的熔滴体积，计算得到了不同极性下的熔滴体积增长量．发现在相同的工艺参数下，焊丝极性接负(EN)阶段的熔滴体积增长量明显大于焊丝极性接正(EP)阶段．之后给出了燃弧阶段输入功与熔滴体积增长量之比(W/ΔV)参量，并定量对比了在不同的工艺参数下，EP和EN阶段的W/ΔV变化．结果表明，熔化相同体积的铝焊丝，EP阶段所需要的燃弧阶段输入功约为EN阶段的2.2倍．最后结合焊丝作为阴(阳)极时的产热以及电弧在EN阶段沿焊丝产生“上爬”现象对上述结果进行了解释．该研究为后续精确控制溶滴尺寸，进而控制焊缝成形提供...     

焊接电弧中电磁力的分析

在电焊过程中,焊接电弧中产生的电磁力对焊缝的熔深,熔池的搅拌,熔滴过渡以及焊缝成形等都有直接影响。本文分析了电弧中电磁力对焊接过程中熔滴过渡的影响,并且讨论了:(1) 圆柱形固态焊条内电磁力;(2) 球形液态熔滴内电磁力在几种情况下对熔滴向熔池过渡的影响;(3) 圆台体气态电弧内电磁压力的作用。     

脉冲熔化极气体保护焊的弧长和熔滴尺寸控制

采用直接模型参考自适应控制算法对弧长和决定熔滴尺寸的焊接电流进行解耦控制,通过调节焊接电源输出电压和送丝速度,使焊接过程中电流和弧长保持在设定值上,使得每个脉冲周期熔化的焊丝体积相等,保证每个周期中熔滴尺寸在脉冲产生之前均匀一致.仿真结果显示该算法可以实现控制对象的输出跟随参考模型的输出.     

药皮成分对电焊条能耗的影响规律研究

本文利用二次回归正交设计得出的回归方程系数之间不相关这一优点,分析了J506焊条正接和反接施焊时能耗、熔化和熔敷性能对药皮成分的回归方程,获得了大理石/萤石、石英、钛铁、稀土镁和铁粉对能耗的影响规律、并对这些规律进行了分析。     

低气压对自保护药芯焊丝电弧特性的影响

为了研究气压降低对电弧特性的影响,对不同大气压情况下的焊接工艺数据进行研究和机理分析。研究结果表明:自保护药芯焊丝的电弧静特性呈下降趋势;随着焊炬高度(电弧长度)的增加,电弧静特性曲线上移。在低气压环境下,电弧空间的气体密度和温度降低,导致导电粒子密度降低,焊接电流减小;焊接电弧的扩展,导致弧柱直径增大、电场强度降低,但阴极和阳极压降增加,仍使总电弧电压增加。由于低气压时的弧柱电场强度降低,电弧的自身调节能力减弱,电弧稳定性和弧柱挺度下降,从而影响焊缝成形和接头质量。在低气压地区进行自保护药芯焊丝电弧焊接时,必须严格控制焊接工艺参数,尽可能采用低电弧电压进行焊接。     

脉冲参数对脉冲DE-GMAW熔滴过渡影响的建模及仿真

针对铝-钢等现有焊接方法效率低、成本高等缺点,提出了一种低成本、热输入精确可控的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)焊接方法.建立了脉冲旁路耦合电弧MIG焊数学模型,从焊丝熔化模型和电磁不稳定收缩模型仿真研究脉冲参数对熔滴过渡的影响规律.结果表明:在脉冲旁路耦合电弧MIG焊过程中,在主路平均电流和旁路平均电流不变的情况下,随着主路或旁路峰值电流的增大、脉冲占空比的变大,熔滴过渡频率会变大,更有利于脉冲旁路耦合电弧MIG焊熔滴的过渡,而且峰值电流对熔滴过渡的影响力要大于脉冲占空比.     

保护气体对双丝旁路耦合电弧GMAW熔滴过渡行为影响的检测与分析

双丝旁路耦合电弧GMAW是一种新型高效的焊接方法,在实现高熔敷率的同时,可以显著降低母材的热输入.采用被动式视觉传感的方法对双丝旁路耦合电弧GMAW焊接熔滴过渡的行为进行高速摄像采集,获得不同形式下的熔滴过渡过程并进行对比分析.结果表明:当保护气体为纯氩气时,旁路熔滴尺寸较大且难以向熔池过渡;当保护气体为φ(Ar)=80%和φ(CO2)=20%的混合气体时,由于CO2中氧元素的引入改变旁路熔滴表面的受力形式,使得旁路熔滴尺寸明显减小,熔滴过渡形式转变为稳定的射滴过渡,并且焊缝成形较好.     

镁合金的FZ-TIG焊接方法

针对镁合金材料,提出一种新型活性焊接方法FZ-TIG焊接方法.焊接前在待焊焊道表面中心区域涂敷低熔点、低沸点、低电阻率的活性剂,在2侧区域涂敷高电阻率的活性剂,然后进行正常TIG焊接,这样可以保证焊接熔深显著增加和焊接表面成形良好.结果表明,在相同参数下,与传统TIG焊相比,FZ-TIG焊接焊缝熔深达到常规TIG焊熔深的2.5倍.通过改变弧长分析活性剂对电弧极性区电压降和弧柱区电位梯度的影响,与TIG焊相比,FZ-TIG焊使得极性区电压降升高,而弧柱区电位梯度降低.     

电极极性和保护气体种类对TIG电弧辅助MIG焊引弧性能的影响

通过电信号-高速摄像采集系统记录钨极惰性气体保护-熔化极惰性气体保护(TIG-MIG)复合焊引弧过程中的电压-电流信号和电弧图像,研究了TIG焊和MIG焊的电极极性接法、MIG焊保护气体种类对TIG电弧辅助MIG焊引弧性能的影响.试验结果表明:MIG焊采用直流反接是TIG电弧辅助MIG焊依靠细长放电通道实现非接触引弧的...     

36V低压碳钢焊条的研制

试验研究了镁、钾及Ｅ４３０３型焊条主要配方成分对交流电弧稳定性的影响，在此基础上通过正文试验和药皮成分的综合调配，研制成功了在３６Ｖ（低空载电压下引弧及再引弧容易的焊条，该焊条交流稳弧性好，各项工艺性能良好，熔敷金属化学成分和机械性能满足国标要求的，同时具有熔敷效率高、耗电小和安全系数高的特点。     

不锈钢焊条工艺性能研究及新型高效不锈钢焊条研制

一、前言 不锈钢焊条由于焊芯电阻大,热膨胀系数大,在施焊过程中药皮易发红开裂,严重恶化工艺性能,甚者焊接三分之二时,药皮脱落,不能继续施焊,造成很大浪费。由于解决药皮发红开裂问题和改善工艺性能的根本途径在于提高焊条熔化系数和改变熔滴过渡形态,因而,本课题具有较大的理论和实际意义。