空心阴极真空电弧焊接的引弧机理

空心阴极真空电弧焊接（Hollow Cathode Vacuum Arc Welding,HCVAW)技术是一项新型、独特的技术,在航空,航天等工业部门有着巨大的应用潜力,本文介绍了空心阴极真空电弧焊接技术的特点及其放电机理,讨论了低气压下空心阴极电弧放电与常规电弧和电的不同特点,根据电离气体中性化条件,初步探讨了在低气压下空心阴极电弧放电的引弧过程,分析了影响低气压下空心阴极电弧放电引弧电压的因素。     

大电流空心阴极真空电弧的光谱特征

在水冷铜阳极的条件下 ,给出了空心阴极真空焊接电弧弧光光谱的频域及空间分布的测试结果 ,分析了大电流下电弧的光谱特征。结果表明 ,空心阴极真空焊接电弧的光谱分布特征为连续辐射背景上的线光谱结构 ,线光谱特征的存在 ,使得对电弧成分的选择性研究成为可能。大电流真空电弧光谱中在蓝色谱段出现了大量的一次氩离子谱线 ,因而电弧颜色为蓝色。真空电弧光谱的空间分布特征表明 ,利用电弧相应的线光谱可以了解电弧内部成分组成以及电弧等离子体内部的输运过程。本文初次建立了对空心阴极真空焊接电弧弧光光谱的认识 ,为低气压焊接电弧的研究指出了方向。     

工艺参数对空心阴极真空电弧电子温度影响

为了研究空心阴极真空电弧等离子体特性,通过光谱仪获得了空心阴极真空电弧的发射光谱分布,同时利用相对强度法计算了电子激发温度.结果表明,空心阴极真空电弧等离子体主要由氩离子、氩原子构成;随着放电气压的降低和焊接电流的增加,空心阴极真空电弧的离子浓度逐渐增加;在一定气体流量下,空心阴极真空电弧的电子激发温度随着焊接电流的增加而升高;在低气体流量、大焊接电流时,电子激发温度较高;随着放电气压的升高,空心阴极真空电弧的电子激发温度逐渐降低.当焊接电流较大和气体流量较低时,空心阴极真空电弧的轴线附近的氩离子谱线强度较高,并且其径向分布梯度较大.     

空心阴极放电及其在辉光离子渗金属中的应用

本文论述了空心阴极效应及其在辉光放电离子渗金属方面的一些应用,为进行辉光离子渗金属时源极和阴极的形状尺寸设计提供参考。     

加弧辉光离子渗铝的研究

介绍了加弧辉光离子渗铝新工艺,并对普通碳钢进行了加弧辉光离子渗铝处理。研究了10、60、T12钢渗铝后的渗层组织特点,渗层合金成分的分布、渗层相组成及工艺参数对铝层的影响规律。     

HCD法离子镀梯度镀层组成的研究

一般的高真空高压离子镀会导致加工物表面粗糙、加工物温度上升,因而影响镀层的性质,而ＨＣＤ法则没有以上这些缺点,极适合于工业应用。研究ＨＣＤ法在低温２４０℃下,于ＳＫＨ５１热作工具钢上被覆Ｔｉ（Ｃ,Ｎ）陶瓷梯度镀层,改变反应气体的组成百分比（Ｃ２Ｈ２：Ｎ２）,来探讨其所形成镀膜的特性。     

细长管内表面镀Cu过程中的空心阴极辉光电

为了在细长管内壁获得质地均匀的Cu膜层,采用射频耦合直流空心阴极放电的方法,研究在长度200 mm、内径6～12mm的细长管内沉积Cu薄膜时的放电情况。通过探究改变耦合直流电压、射频电压、中频电压以及管内径和测量管内轴向不同位置带来的放电影响情况,获得最佳的放电参数。研究发现,耦合直流电压越高、射频功率越高,则放电过程中的Ar~*、Ar⁺、Cu⁺活性粒子数量越多;增大中频电压,Ar~*和Cu⁺光谱峰值强度呈现“V”字形,即先降低后升高,Ar⁺光谱峰值强度在0～40 V时处于稳定的状态,在40 V开始上升,并且在60 V之后快速上升;管内径10 mm时放电效果最佳,在内径为6 mm到10 mm的管内Ar~*、Ar⁺、Cu⁺粒子数目增多,当内径到达12 mm,三种活性粒子迅速减少。通过对200 mm长、10 mm内径管内不同轴向位置的测量,发现细长管中部(100 mm)放电强度高于管口(10 mm)和管尾(190 mm)。     

Microstructure and hardness of hollow cathode discharge ion-plated titanium nitride film

Titanium nitride (TiN) films were deposited on 304 stainless steel substrate by hollow cathode discharge (HCD) ion-plating technique. The preferred orientation and microstructure were studied by x-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM), respectively. Microhardness of the TiN film was measured and correlated to the microstructure and preferred orientation. The results of TEM study showed that the microstructure of TiN film contains grains with nanometer scale. As the film thickness increases, the grain size of TiN increases. The x-ray results show that TiN(111) is the major preferred orientation of the film. The hardness of TiN film is primarily contributed from TiN(111) preferred orientation.     

新型多功能真空焊机的研制

多功能真空焊机是集真空扩散焊、真空钎焊、真空空心阴极电弧焊及真空充氩TIG焊为一体的精密焊接设备。该设备充分利用真空资源，大大降低4种焊接方法的总体设备成本；同时利用真空空心阴极小电流条件下的电弧特点，为工件扩散焊前的表面处理提供了一种新的工艺手段；该焊机独特的串联双气缸加压系统可对被扩散焊零件进行分阶段加压与脉冲式加压，实现了钛合金分层实体制造过程中的精密连接。     

真空电弧焊接与钎焊技术

主要研究真空条件下的自持放电电弧作为新型热源用于熔化焊及钎焊的工艺适应性。研究结果表明,该热源用于熔焊时,电弧挺度大,穿透能力强,焊缝正反面成形好,接头强度及塑性指标均优于常规焊接方法。而将其作为局部加热热源用于真空钎焊时,又具有电弧柔性大、升温速度快、参数可控性好、焊适民形好等优点。     

电极材料组织对真空电弧阴极斑点运动行为的影响

真空电弧在非晶、纳米晶及常规粗品电极合金表面微观分布的观测表明,电极材料显微组织对电弧阴极斑点几何性质和运动行为有明显影响．阴极斑点优先在材料承载电压能力低的弱相表面形成,弱相尺寸、形貌和分布决定了阴极斑点的几何特征．显微组织大幅度细化时,电弧在电极表面分散和快速运动,非晶合金表面仍保持完全非晶结构．分析表明,当材料特征显微组织尺寸小于阴极斑点尺寸时,阴极斑点运动模式从跳跃式运动转变为连续式运动．电极材料组成相的浓度及其尺寸是决定阴极斑点微观迁移方式的重要因素．     

空心阴极电弧镀NiCrAlY涂层的抗氧化性能

采用空心阴极电弧离子镀技术制备NiCrAlY涂层,研究涂层的高温抗氧化性能。结果表明涂层组织致密,与合金结合状态良好。电弧离子镀NiCrAlY涂层在1 100℃恒温氧化100h后增重只有2.22mg/cm2,在100次循环氧化后仍没有失重现象,其抗恒温氧化和抗循环氧化性能远优于成分相近的超音速火焰喷涂、爆炸喷涂和大气等离子喷涂的NiCrAlY涂层。电弧离子镀NiCrAlY涂层在恒温氧化和循环氧化过程中表面均形成了连续致密、粘附性的氧化铝保护膜。氧化膜没有翘起和剥落现象,涂层组织在氧化后仍然完整致密。热喷涂NiCrAlY涂层在上述氧化过程中则生成了保护性较差的Ni、Cr和Al混合氧化物,并发生了氧化膜剥落,同时有严重的内氧化现象。     

Duhocamis放电特性之空心阴极与热阴极的协同效应

Duhocamis(双空心阴极金属离子源)是在GSI间热阴极PIG离子源基础上,利用空心阴极圆筒取代空心阳极圆筒,磁镜场取代均匀磁场的强流金属离子源。通过系列变化空心阴极与间热阴极电源电压的弧放电试验,了解其对离子源工作及金属等离子体形成的贡献和影响。试验结果分别给出了空心阴极与间热阴极弧放电特性曲线,它们的弧压对弧流关系具有不同的弧阻抗特性;通过磁分析器对等离子体中各种离子成分比例的分析,进一步显示出空心阴极与间热阴极弧放电两者相互强化和联动的协同效应;尤其空心阴极电位从零开始变化的弧放电试验,揭示了离子源从PIG空心阳极放电向双空心阴极放电转换的过程;协同效应不仅证实空心阴极作为赖以产生金属离子的溅射电极,而且对于确立离子源工作模式与优化产生所需金属离子的放电条件至关重要。     

CuCr25纳米晶化对真空电弧阴极斑点扩散的影响

采用氩气保护气氛高能球磨和真空热压技术制备了致密度大于98％的纳米晶CuCr25合金,并在真空室内进行击穿试验。采用扫描电镜对纳米晶和粗晶CuCr25合金阴极斑点蚀坑形貌进行观察。结果表明：粗晶CuCr25合金真空电弧阴极斑点扩散表现为原地重复燃烧或整体的跳跃式移动,且有选择地分布在Cr相。而纳米晶CuCr25合金由于晶粒细化（〈50nm）,为电子发射提供了优越条件,阴极斑点的扩散表现为次级斑点的此起彼伏的准连续移动,击穿相均匀分布在整个阴极表面。     

新型辉光放电渗铝源

新型辉光放电渗铝源高原，贺志勇，徐重（太原工业大学表面工程研究所）１前言传统的离子渗铝方法是将铝放入石墨坩锅内作为供给源。因渗铝温度高于铝的熔点（约６６０℃）．铝呈液态。从而坩锅的摆放位置受到限制，且由于渗铝时铝液处于沸腾状态，试样与铝液距离较近时，...     

纯石墨和铜-石墨的阴极斑点与截流值研究

研究了纯石墨和铜-石墨材料的阴极斑点的特性及真空电弧截流现象.发现纯石墨的阴极斑点呈现随机运动的特点,斑点的直径小于3μm,阴极斑点每次运动的距离约为阴极斑点的半径.而铜-石墨的阴极斑点的运动与Cu相息息相关,它选择性的发生在Cu相上,阴极斑点的大小取决于Cu相的大小,阴极斑点的运动距离为Cu相之间的距离.同时,铜-石墨的真空电弧截流值1.18 A,远远大于纯石墨的截流值,这主要是由于两种材料不同的阴极斑点运动特性引起的.     

新型多弧磁过滤系统对TiAlN薄膜的组分调控

针对磁过滤阴极真空电弧沉积技术制备多元复合薄膜的不足,设计研制一种新型的多弧磁过滤系统。该多弧磁过滤系统由两个支线管和一个干线管组成“Y”型的三通管结构。通过有限元分析和试验测量确定该新型多弧磁过滤器的最佳运行参数为：支线管和干线管的长度分别为180和230 mm,内径为200 mm。支线管和干线管的磁场强度分别为40和90 mT。采用该新型多弧磁过滤系统制备TiAlN多元复合薄膜,结果表明：该新型多弧磁过滤系统可实现多元复合薄膜的组分调控,并且膜层的表面形貌光洁,膜层元素分布均匀。