真空阴极电弧钎焊设备引弧机理分析及实验研究

真空电弧钎焊技术研究中,对于关键过程引弧时各关键因素参数的取值没有统一的标准,大都依据经验来决定相关参数的大小等问题,结合改造真空电弧钎焊设备,对其引弧过程影响因素进行了理论研究和实验验证。从电弧建立的基本原理着手,逐一分析了氩气流量、击穿电压、击穿距离以及钽管直径等引弧过程中各关键因素对建立电弧的影响,通过建立这些影响因素与电弧的关系模型,得出了各因素对电弧建立的影响趋势。结合真空电弧钎焊工艺要求,得出了各影响因素最有利于电弧建立的取值或取值范围。并通过实验数据验证和完善了理论研究,为提高真空电弧钎焊设备引弧成功率以其参数取值提供了可靠的依据和解决途径。     

空心阴极真空电弧基本特性的研究

研究了空心阴极真空电弧焊接(HCVAW)的一些基本现象和特性.研究表明,HCVAW电弧有两种基本电弧形态发散型和积聚型;采用铜阳极时,HCVAW电弧光谱主要是受激氩原子谱线和一次氩离子谱线组成.并讨论了氩气流量、弧长和空心阴极内径对电弧伏安特性的影响.     

弓网电弧起弧和熄弧距离及电弧烧蚀磨损的试验研究

利用自行研制的弓网电弧试验系统,研究弓网电弧起弧和熄弧距离。提出一种弓网电弧起弧和熄弧距离在线测量方法,通过试验研究电压、电流对弓网电弧起弧和熄弧距离的影响以及滑板电弧烧蚀磨耗的影响。试验结果显示,弓网离线起弧和熄弧距离随着电压的增大近似呈线性地增大;滑板电弧烧蚀磨损量随着电压和电流的增大而显著增大;电弧烧蚀磨损量与电弧能量密切相关,随着电弧能量增大,滑板磨损量也随之增大。     

大气等离子喷涂工艺参数对Cr2O3涂层磨损性能的影响

通过正交试验分析了大气等离子喷涂中经常需要调整的工艺参数,即电弧电流、氩气流量、氢气流量和喷涂距离对Cr2O3涂层磨损性能的影响,并进行了磨痕的显微形貌观察和能谱分析.结果表明:影响涂层磨损性能由大到小的参数顺序依次为喷涂距离L、氢气流量GH2、电弧电流Ⅰ、氩气流量Gar;随Ⅰ、Gar、L的增大,涂层磨损量先减小后增加;随H2的增大,涂层磨损量减小;最佳工艺参数为电弧电流650 A,氩气流量40 L·min-1,氢气流量10 L·min-1,喷涂距离100mm;Cr2O3涂层的磨损机理为微观断裂剥落和粘着磨损共同作用.     

工艺参数对多弧离子镀TiAlN涂层铝含量和硬度的影响

为研究不同工艺参数对多弧离子镀制备TiAlN涂层性能的影响规律,设计了L9(3~4)正交试验表,并通过试验研究了弧电流、衬底负偏压、氮气/氩气流量比以及腔体压强对涂层Al含量和硬度的影响规律,得到了最佳工艺参数优化组合。结果表明:影响Al含量的因素按重要性排序依次是:腔体压强、氮气/氩气流量比、衬底负偏压、弧电流。影响涂层硬度的因素按重要性排序依次是:弧电流、氮气/氩气流量比、腔体压强、衬底负偏压。     

基于均匀设计的NiCr-Cr_3C_2超声速等离子喷涂工艺参数优化

运用均匀化设计方法研究超声速等离子工艺参数对涂层的孔隙率和显微硬度的影响。利用逐步回归的数学方法回归分析喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离对孔隙率、显微硬度的综合作用。回归分析表明,三次多元多项式和二次多元多项式分别适合于表征上述工艺参数对涂层孔隙率和显微硬度的影响规律。对孔隙率回归方程和显微硬度回归方程进行数学处理并分析表明,超声速等离子喷涂NiCr-Cr3C2的最佳工艺参数对应的喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离分别185V,375 A,110 L/min和107 mm,该参数下的涂层孔隙率为1.07%,显微硬度值为1 097 HV0.3。经验证,孔隙率及显微硬度回归方程分别适合于表征喷涂电压、喷涂电流、氩气流量和喷涂距离等工艺参数与NiCr-Cr3C2涂层孔隙率及显微硬度的关系。     

单电源三丝MIG焊的交替燃弧特性

三丝焊作为一种高效的焊接方法受到重视,而电弧形态及燃弧特性是反映焊接过程稳定性,决定焊缝成形及质量的重要因素。试验中搭建三丝熔化极惰性气体保护(Metal inert-gas,MIG)焊系统,利用Mult Daq电信号采集系统采集焊接电流和电弧电压波形,借助高速摄像系统同步拍摄电弧形态及熔滴过渡过程,实时监测焊接过程。观察不同电弧电压下的焊丝燃弧情况及熔滴过渡方式,研究短路过渡和大滴过渡形式下的交替燃弧机理,以及电弧电压对单电源三丝MIG焊交替燃弧过程的影响。结果表明,当焊接电源供给能量较小时,并联的三根焊丝上的电流分配呈现"此消彼长"的规律而导致电弧在焊丝间交替燃烧,且焊丝在电弧空间中的位置决定了焊丝上的电流分配。随着电弧电压的增加,交替燃弧频率减小。当电弧电压达到34 V时,三根焊丝同时燃弧,无交替燃弧现象,交替燃弧频率变为0 Hz。     

基于MAG的高压环境旋转电弧焊接稳定性研究

对电弧等离子体进行了分析,讨论了电弧稳定性的概念和评价方法.为了实现水下湿法焊接自动化,搭建了高压环境旋转电弧焊接硬件平台,通过采集电流和电压,分析其电流、电压直方图分布,对高压干法和湿法基于旋转电弧的混合气体保护焊的稳定性进行了比较分析.通过实验研究和理论分析,对高压水环境采用旋转电弧焊接稳定性差的原因进行了说明.     

基于MATLAB的电弧铣削信号的小波消噪

提出一种基于MATLAB软件的电弧铣削信号的小波消噪分析方法,对受干扰背景下的检测信号进行消噪处理。比较了采用默认阈值消噪和软阈值消噪得到的不同效果的消噪信号,分析了电弧铣削过程规律,引弧时电压下降、电流上升、功率震荡,断弧时电压上升、电流保持较低、功率接近0。分析电弧铣削信号所得规律与电弧铣削理论相一致,证明了小波分析对电弧铣削信号消噪处理的有效性。     

分析仪在焊接电参数测试中的应用

采用焊接质量分析系统,对焊接过程电参数进行精确的统计分析,自动生成电弧电压、焊接电流的波形图,电弧电压和焊接电流概率密度分布曲线,以及熔滴短路时间T1、电弧的燃弧时间T2、加权燃弧时间T3和短路周期Tc频数分布图,并且精确地得出相关数据.试验结果表明,汉诺威焊接质量分析系统能够对焊接工艺参数进行评估,为科学评价焊接材料工艺性,提供了新的手段.     

用于电弧发射光谱的数字化自动引弧电路设计

转盘电极发射光谱分析技术在油液成分检测中有重要应用,研究表明,电弧光源的稳定性对光谱分析的结果有重要影响,传统的电弧发生器多使用火花放电器作为引弧电路的核心器件,在油液成分分析中引弧的稳定性和可靠性难以保证.文章提出了一种用于电弧光源激发的数字化自动引弧电路,建立了高频引弧电路拓扑结构模型,使用双路可控硅代替火花放电器...     

脉冲MIG焊建模仿真分析及弧长控制

针对脉冲MIG焊过程中的电弧稳定性问题,建立基于尖端不稳定熔滴过渡理论的焊丝熔化动态电弧模型,并对焊接过程中的电弧电压、电弧长度及熔滴过渡尺寸进行仿真,得到与实际焊接相似的电弧电压波形,分析脉冲电流下熔滴过渡频率及影响电弧稳定性的因素,且进行弧长稳定控制的仿真研究,在此基础上运用快速原型技术建立铝合金脉冲MIG焊控制系统,采用电弧电压反馈对铝合金脉冲MIG焊过程进行送丝调节的弧长控制试验。研究表明:所建立的铝合金脉冲MIG焊焊丝熔化动态电弧模型很好反映了实际焊接过程,揭示出脉冲MIG焊焊接过程中熔滴过渡时间间隔具有一定的不确定性和电弧长度的不稳定性,通过电弧电压反馈控制可显著改善铝合金脉冲MIG焊过程电弧系统的稳定性。     

电弧波形与气体保护焊熔滴过渡模式关系研究

利用焊接质量分析仪采集气体保护焊焊接过程中瞬时电流和电压波形特征，利用此波形特征能够定性指出熔滴过渡模式，从而实现在线监测和控制金属熔滴的过渡模式，实现良好的焊接工艺参数。     

Arc development of triggered vacuum switch with multi-rod electrode system

Triggered vacuum switch (TVS) is one of the important switch apparatuses in the high pulsed power system, which takes the vacuum as insulation and arc-extinguishing medium of main gap. The conduction of TVS is the arcing process of vacuum arc in practice. So, it is meaningful to research on the vacuum arc characteristics for the high current application of TVS. A six-gap rod electrode system is studied in this paper. It is made up of 3 pairs of rod electrodes, i.e., spatially interleaved rods of opposite polarity on a ring. The arc development under different high currents is tested and discussed, based on the electrical characteristics of the vacuum arc voltage and arc resistance. The variety of arc voltage shows the parallel arcing and the transfer process in the multi-channel, which is benefit to maintain the diffusion of vacuum arc. A TVS sample based on multi-rod electrode has carried high current of 225 kA in peak and charge transfer of 45 C in a pulse.     

不锈钢容器制造中的自动埋弧焊工艺优化探讨

本文结合生产实际,对自动埋弧焊技术应用在不锈钢容器制造过程中的焊接设备性能、焊接工艺因素、焊接材料及工艺参数选择、对比试验等进行综述。     

过滤式阴极电弧沉积类金刚石薄膜的碳弧稳定性研究

介绍自行研制的一套过滤式阴极电弧沉积设备,并以石墨作为靶材进行类金刚石薄膜的沉积研究,碳弧本身的惰性限制了电弧的稳定性。电弧电压,磁场等对弧的稳定性有很大的作用。试验得到表面光滑的类金刚石薄膜,并对其进行了形貌分析。     

Electromagnetic Characteristic of Twin-wire Indirect Arc Welding

Traditional welding methods are limited in low heat input to workpiece and high welding wire melting rate. Twin-wire indirect arc(TWIA) welding is a new welding method characterized by high melting rate and low heat input. This method uses two wires: one connected to the negative electrode and another to the positive electrode of a direct-current(DC) power source. The workpiece is an independent, non-connected unit. A three dimensional finite element model of TWIA is devised. Electric and magnetic fields are calculated and their influence upon TWIA behavior and the welding process is discussed. The results show that with a 100 A welding current, the maximum temperature reached is 17 758 K, arc voltage is 14.646 V while maximum current density was 61 A/mm2 with a maximum Lorene force of 84.5 uN. The above mentioned arc parameters near the cathode and anode regions are far higher than those in the arc column region. The Lorene force is the key reason for plasma velocity direction deviated and charged particles flowed in the channel formed by the cathode, anode and upper part of arc column regions. This led to most of the energy being supplied to the polar and upper part of arc column regions. The interaction between electric and magnetic fields is a major determinant in shaping TWIA as well as heat input on the workpiece. This is a first study of electromagnetic characteristics and their influences in the TWIA welding process, and it is significant in both a theoretical and practical sense.     

管子-管板的内孔旋转氩弧焊

针对管子一管板采用内孔旋转氩弧焊的接头型式,从装配、设备、焊接、检验等方面作了详细的介绍,为有应力倩蚀工况换热设备的管头质量提供了保障。     

直流电弧等离子体蒸发法制备纳米Ni粉

采用自行研制的试验装置，用直流电弧等离子体蒸发法制备了高纯度的纳米镍粉。试验过程中，按正交表L16（4^3）安排了正交试验，通过正交试验的方法研究了电流、氢氩比和冷态总压对粉体产率及粒径分布的影响。利用透射电子显微镜（TEM）和相应选区电子衍射（ED）、X射线衍射（XRD）以及Simpie PCI软件对样品的成分、形貌、晶体结构和粒径分布进行了分析。结果表明，所得镍粉纯净无污染，属多晶型结构，平均粒径在17～128nm范围内，粒径分布窄；最大产率为1127．13g·h^-1。；电流和H2／Ar分别是影响产率和粒径分布的显著性因素。     

真空电弧离子镀ZrN涂层的工艺与性能

采用真空阴极电弧离子镀在不同基体材料上镀ZrN涂层,试验研究了ZrN薄膜的沉积工艺与性能,分析了基体偏压和沉积真空度对ZrN薄膜显微结构与性能的影响。XRD结果表明,随着偏压升高和炉底真空度的降低,ZrN（111）衍射峰逐渐增强,而（200）衍射峰逐渐减弱;炉底真空度降低,试样表面液滴状况明显变好。