喷涂工艺参数对NICrBSi涂层显微组织和性能的影响

采用微束等离子喷涂系统制备了NiCrBSi涂层。研究了电弧功率、喷涂距离和等离子气体流量对涂层显微组织和性能的影响。试验结果表明,NiCrBSi涂层的致密程度与显微硬度随电弧功率和气体流量的增加而增加。当喷涂距离超过40mm时,喷涂距离对涂层显微硬度没有显著影响。采用微束等离子喷涂工艺制备的NiCrBSi涂层显微硬度可达HV0．2700。     

高频脉冲微束等离子电弧温度场的测试及分析

本文首次采用单波长激光干涉技术，对恒定直流和高频脉冲电流微束等离子电弧温度场进行了测试，并做了分析比较。以电弧温度分布为基础分析了高频脉冲电流微束等离子电弧收缩、稳定的原因。     

活性剂改善焊缝咬边倾向的研究EI北大核心

针对活性剂等离子弧焊焊接过程,对焊缝咬边和疲劳性能进行了研究。研究结果表明,活性剂使熔敷金属增加;电弧力对熔池的压迫作用增强;电弧电压升高;电弧挺度增加;电弧更稳定。这些可以促进熔敷金属向焊趾部流动,填充在焊趾部。通过添加活性剂可以减小或消除咬边。     

变极性等离子弧穿孔熔池受力及焊缝成形稳定性

通过YB005-01型压力变送器测定相同参数条件下正极性等离子电弧力大于反极性等离子电弧力,并建立了铝合金VPPA焊接穿孔熔池受力模型,分析了在不对称正、反极性等离子电弧力的作用下,穿孔溶池稳定性及其焊缝成形机理.同时进一步分析铝合金VPPA力学特性,掌握了焊接电流和离子气流量等重要焊接参数对其影响.经穿孔焊工艺实验,...     

微束等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层特性

采用轴向中心送粉式微束等离子喷涂系统在2kW级的小功率条件下制备了Al2O3陶瓷涂层.研究了电弧功率、工作气体流量和喷涂距离对粒子速度与涂层组织结构和性能的影响.采用光学显微镜观察涂层的组织结构,采用X射线衍射分析涂层的相结构,采用磨粒磨损质量损失表征涂层的性能,用热辐射粒子速度温度测量系统测试工艺参数对喷涂粒子速度的影响.结果表明,电弧功率、工作气体流量和喷涂距离对粒子速度的影响都比较明显,粒子速度随着电弧功率和工作气体流量的增加而增加,随着喷涂距离的增加而下降.涂层的磨粒磨损质量损失随电弧功率的增加而减少,而随工作气体流量和喷涂距离的增加而增加.分析表明粒子的温度对涂层磨粒磨损质量损失有较大的影响.采用微束等离子喷涂可以制备磨粒磨损性能与传统等离子喷涂在38kW下制备的涂层相当的Al2O3涂层.     

TC4合金等离子–MIG复合焊过程温度场的数值模拟

目的 研究TC4合金在等离子-MIG复合焊(Plasma–MIG Hybrid Welding)过程中的温度场特性,探究不同电弧功率对熔池形貌的影响。方法 进行了2组4 mm TC4合金板堆焊试验,根据实验结果提出了一种改进的复合热源模型并进行了相应的仿真分析。结果 仿真与实验获得的焊缝截面相吻合;等离子电流的增大使熔池尺寸增大且余高减小,等离子电弧功率的变化对熔池宽度的影响相对较小。结论 等离子–MIG复合电弧对工件的热作用非常集中,更易实现深熔焊、焊接效率更高;所提出的热源模型适用于TC4合金等离子–MIG复合焊温度场模拟。     

不同介质水蒸气等离子弧焊接7A52铝合金接头组织性能研究

利用水蒸气等离子弧焊切设备,选择水及不同比例丙酮水溶液等作为电弧介质对7A52铝合金进行焊接,对不同介质水蒸气等离子弧的轴向电弧吹力进行测试,对不同介质水蒸气等离子弧焊接7A52铝合金接头的组织和性能进行分析研究。结果表明:丙酮浓度越大,轴向电弧吹力越大,焊缝熔深越深;随着丙酮的添加,电弧的氧化性降低,有利于提高焊接质量,丙酮含量为40%(体积分数)时焊接接头性能最好,焊缝组织比较均匀;接头热影响区存在不同程度的硬化和软化区域,这与轴向电弧吹力大小、电弧热量传导速度、热影响区组织中强化相转化以及时效状态密切相关。     

超声对等离子电弧的影响及焊接试验研究

随着现代工业生产技术的发展,超声波在材料加工领域应用越来越广泛,相继出现了多种超声波与焊接相结合的方式,在一定程度上提高了焊接质量和生产效率,增强了焊接的适应性。详细介绍了一种超声电弧技术,即利用外加超声源调控等离子电弧作为相应热源进行焊接的技术。电弧试验研究显示,受超声调制的等离子电弧呈规则的圆锥形,压缩明显,电弧中心区压力增大。在焊接试验中,发现施加超声后,焊接熔滴尺寸更小,过渡频率明显增加,焊缝的熔宽和熔深都不同程度增加。利用该方法可以克服普通电弧焊接熔深浅、电弧能量不集中、焊接效率低等缺点。     

双阳极等离子喷枪电弧特性与热效率分析

一种新型的双阳极等离子喷枪,通过改变阳极弧根的位置,可以有效地提高电弧电压和喷枪的热效率。双阳极喷枪的阳极由相互绝缘的两部分组成。距离阴极较近的阳极称为阳极I,较远的称为阳极II。阳极弧根可以在任意阳极表面形成,从而获得不同长度,不同特性的等离子电弧。本研究比较了阳极弧根在不同的阳极表面形成的情况下,电弧的伏安特性,喷枪的内部压力,以及喷枪的热效率。结果表明,当阳极弧根在阳极I表面形成时,电弧具有下降的伏安特性,热等离子体对阳极的传热剧烈,喷枪的热效率比较低;当阳极弧根在阳极II表面形成时,电弧可以获得上升的伏安特性,喷枪的热效率也显著升高。     

钛及钛合金真空等离子焊箱枪体的改造

为了满足大尺寸钛及钛合金电极的焊接要求,宝钛集团有限公司依据等离子弧的压缩效应原理及电弧的稳定性原理,对从德国引进的钛及钛合金真空等离子焊箱枪体的阴极和喷嘴进行了技术改造.改造后,不仅提高了电弧的稳定性,而且也扩大了电极的焊接尺寸.焊缝宽度可达50 mm～60 mm,深度达20 mm～30 mm,可焊电极的最大长度为6 m,直径为0.6 m,满足了钛及钛合金大规模化的生产要求.     

Beeinflussung der Hartstoffverteilung beim Plasma‐Pulver‐Auftragschweißen

Influencing the distribution of reinforcing particles in plasma transfer arc welding A study was made to examine the possibilities of modification the distribution of reinforcing particles in plasma transfer arc welding by using pulsed gas flows. It is shown, how modulated gas flows can be created. The effects of different modulated plasma gas flows were analysed by measuring the pressure distribution in the arc. By using a two powder feeding system, a cobalt based hardfacing alloy with different amounts of tungsten carbides was deposited on plates of carbon steel. It was investigated, how variable pulsed gas flows affect the distribution of the reinforcing carbides. The metallographic analysis shows a uniform distribution of the tungsten carbide in contrast with specimens, welded with constant plasma gas flow.     

基于反馈线性化的GMAW系统简单自适应控制

为了克服焊接电弧弧长波动的影响,提高焊接效率和质量,在分析熔化极气体保护焊（GMAW）焊接工艺的基础上,建立了GMAw过程的非线性动态数学模型．在存在孤长扰动的情况下,应用基于微分几何的反馈线性化方法,将GMAw系统等价为完全可控的线性系统,使复杂的非线性控制问题转化为线性系统的控制问题,降低了控制器设计的复杂程度,控制效果明显优于对非线性系统的直接控制．把简单自适应控制方法（SAC）应用于GMAw系统控制中,并进行了Matlab仿真．仿真结果表明,该方法能够精确控制GMAw的电弧弧长,并对系统外部扰动具有较强的鲁棒性．     

由二种烟煤制备碳纳米管的探索性研究

以一种中国烟煤和一种新西兰烟煤为原料,采用电孤等离子体法制备碳纳米管。碳纳米管及其副产物富勒烯烟灰的表征采用扫描电镜（SEM）和红外光谱（FT－IR）等技术。结果表明：电弧放电时的缓冲气体压力对碳纳米管的产率影响很大;在一定的缓冲气压下电极间电流和电极间距各存在一最佳值。在He气压力为0.0665MPa、工作电流为40A条件下进行电弧放电,阴极上棒状沉积物的内芯中碳纳米管含量高达75％以上。基于实验结果,讨论了以煤为原料用电弧等离子体法制备碳纳米管过程中的工艺参数对碳纳米管生长的影响。     

电弧等离子体法制备纳米Ce-NiO的气敏特性

用Ｈ２＋Ａｒ电弧等离子体法制备纳米Ｃｅ－ＮｉＯ并研究其气敏特性。实验结果表明：与通常用作氧敏传感器的Ｐ型ＮｉＯ半导体材料相比，Ｈ２＋Ａｒ电弧等离子体法制备的纳米Ｃｅ－ＮｉＯ气敏材料表现出一定的ｎ型导电性，对乙炔具有很好的选择性和较高的灵敏度；其气敏特性与纳米Ｃｅ－ＮｉＯ晶粒的显微结构有关。     

基于机器学习的薄板等离子弧搭接焊的熔深预测

在等离子弧搭接焊中,搭接焊接头的焊缝熔深是评价焊接质量的关键指标之一,而焊接过程中的热输入信息和熔池图像信息都与焊缝熔深有密切关系。本文通过建立304L不锈钢薄板等离子弧搭接焊数据采集系统,利用LabVIEW实时检测电信息,采用视觉传感技术实时获取薄板等离子弧搭接焊过程中的熔池图像,并通过图像处理方法获得熔池的几何参数信息,结合焊接工艺参数,选择峰值电流、峰值电压、焊接速度、离子气流量、保护气流量、熔池宽度和熔池后端长度作为输入量,焊缝熔深作为输出量,建立了基于支持向量机回归和BP神经网络的熔深预测模型。实验验证表明,采用径向基函数的支持向量机回归模型可以有效地对焊缝熔深进行预测,并具有很好的泛化能力,可为进一步实现在线优化焊接工艺参数提供依据。     

Robust sensing of arc length

During arc welding, the arc heats and melts the workpiece as heat flux. When the welding current is given, the distribution and the intensity of the heat flux are determined by the length of the are. The measurement and control of the are length are fundamental in robotic and automated welding operations. Length of welding arc determines the distribution of the arc energy and thus the heat input and width of the weld. This work aims at improving the measurement accuracy of arc length using the spectrum of are light at a particular wavelength during gas tungsten arc welding (GTAW) with argon shield. To this end, effects of welding parameters on spectral distributions were studied. To verify the effects of base metal and arc length, the arc column was also sampled horizontally as Layers for spectral analysis. Results show that spectral lines of argon atoms are determined by are length, independent of welding parameters other than the current. Based on these findings, a compact arc light sensor has been designed to measure the arc length with adequate accuracy. A closed-loop arc length control system has been developed with the proposed sensor     

GTAW焊接过程声音信号的分析

研究分析钨极氩弧焊（GTAW）时焊接气流,焊接速度,电弧长度和声音信号采集角度对采集到的声压信号的影响。结果表明：速度对声压影响最小;焊接声音随气体流增加而增加,当流量大于15L／min,声压信号趋于恒定;电弧长度在3．5—5mm之间时,声压随弧长变化显著,当超过5mm时变化不明显;声压随麦克风采集角的增加而增加,当大于60°时声压值变化不大,焊接声压强度在空间的分布近似于声源模型中的偶极子模型。     

Prediction of energy source properties of free-burning arcs

Energy source properties of gas tungsten arc (GTA) strongly depend on physical property of a shielding gas. For its low electrical conductivity, helium (He) is employed as a shielding gas for conditions requiring high productivity in GTA-welding process. However, the high cost of He limits its applications. Therefore, an alternative shielding gas with lower cost and better energy source properties is required. In this paper, carbon dioxide (CO₂) was used as an alternative gas for its low cost. The basic energy source properties of CO₂ GTA were numerically predicted ignoring the oxidation of the electrodes. It was predicted that CO₂ GTA would have excellent energy source properties comparable to that of He GTA.     

CO2-shielded arc as a high-intensity heat source

The characteristics of a CO₂-shielded arc are studied to evaluate its potential as a novel heat source for material processing, with lower costs and higher productivity than that of the tungsten–inert gas (TIG) arc. A double-gas-shielded system, using both CO₂ and an inert gas, is employed for the arc torch; this minimizes consumption of the tungsten electrode and gives arc stability equivalent to an argon TIG arc for 1800 s operation. The arc voltage of the CO₂-shielded arc is about 19 V for an arc current of 150 A and an arc gap of 3 mm, which is much higher than the 12 V obtained for an argon TIG arc. The CO₂ constricts the arc, resulting in an increase in the maximum heat flux density at the anode surface by a factor of about 10 relative to the TIG arc. The penetration depth of stainless steel melted by the CO₂-shielded arc is much larger than that for the argon TIG arc. It is concluded that the greater heating power of the CO₂-shielded arc, which is due to the greater arc constriction, in turn a consequence of the greater specific heat of CO₂, should lead to a large increase in material processing productivity.     

潘宁气体真空等离子体天线的基本特性研究

根据潘宁气体放电的物理特性,定性分析了等离子体天线中氦氩潘宁气体放电的特性,实验测量了充满氦氩潘宁气体的等离子体天线与充满纯氦或纯氩等离子体天线的等离子体长度、等离子体密度,得出等离子体天线中充入氦氩潘宁气体时,在同等条件下能使等离子体天线的有效长度更长,等离子体密度更高。等离子体密度对天线的辐射效率和隐身性能影响很大,因此研究氦氩潘宁效应存在时表面波等离子体柱的等离子体长度与所加射频功率的关系和等离子体密度沿天线的分布对于提高天线的辐射效率和隐身性能至关重要。