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磁场作用下短路过渡电弧特性研究

作　者: 梅强
导　师: 常云龙
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 纵向磁场电弧特性短路过渡二氧化碳气体保护焊
分类号: TG444
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

二氧化碳气体保护焊作为一种低成本、高效率的熔焊方法,在实际生产中被广泛应用,但是短路过渡二氧化碳焊存在飞溅大,成形较差的缺点。外加磁场是一种有效控制飞溅,改善焊缝成形的方法,不仅可以控制电弧形态和运动过程,对熔滴的形态、尺寸及过渡频率也有非常重要影响,具有附加装置简单、投入成本低、效益高、耗能少等特点。由于短路电弧的特殊性,目前磁场参数和焊接工艺参数优化研究非常粗糙,磁场对焊接过程的影响理论上仍未形成完整体系,因此开展磁场作用下短路过渡电弧特性的研究具有重要的实际应用价值。文中首先利用高速摄像机拍摄纵向磁场作用下电弧形态变化,利用压力变送器测试不同磁场参数条件下电弧径向压力分布,利用钨极探针测试不同磁场参数条件下电弧电流密度的径向分布。实验结果表明,随着磁感应强度的增加,电弧形态由无磁场条件下的锥形(或扇形)逐渐转变为钟罩形;电弧压力则表现为中心压力逐渐减小,当磁感应强度达到50mT,电弧中心出现负压,压力值为-40Pa,而整体上则表现为双峰分布,另外在30mT磁感应强度条件下,随着激磁频率的增加电弧中心压力逐渐减小,且交流脉冲磁场作用下电弧中心压力值较直流磁场作用时减小,而回转半径增大峰值提高;电弧电流密度也表现为中心电流密度逐渐减小,当磁感应强度达到30mT就呈现双峰分布。利用高速摄像机拍摄磁场作用下短路过渡电弧形态变化,利用电弧特性测试的规律来分析磁场对短路过渡电弧特性的影响,以及磁场作用下电弧对熔滴过渡的影响,结果表明,在纵向磁场作用下,电弧发生旋转并表现为钟罩形,电弧稳定性提高,熔滴过渡频率较无磁场作用时有明显提高。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-24
  1.1 课题研究的背景和意义  10-18
  1.2 磁控电弧特性国内外研究进展  18-22
    1.2.1 磁控焊接技术国外研究进展  18-21
    1.2.2 磁控焊接技术国内研究进展  21-22
  1.3 课题主要研究内容  22-24
第二章实验条件和方法  24-30
  2.1 电弧特性测试实验条件与方法  24-28
    2.1.1 磁场作用下电弧形态实验  24-25
    2.1.2 磁场作用下电弧压力实验  25-27
    2.1.3 磁场作用下电流密度实验  27-28
  2.2 磁场作用下短路过渡实验  28-30
    2.2.1 高速摄像拍摄磁场作用下短路过渡电弧  28-29
    2.2.2 焊接电流波形的检测  29-30
第三章磁场作用下电弧特性测试结果与分析  30-52
  3.1 实验结果  30-40
    3.1.1 磁场作用下电弧形态实验结果  30-33
    3.1.2 磁场作用下电弧压力实验结果  33-38
    3.1.3 磁场作用下电弧电流密度实验结果  38-40
  3.2 磁场作用下电弧带电粒子运动机制分析  40-46
  3.3 电弧压力分布曲线的拟合  46-52
第四章磁场作用下短路过渡电弧形态  52-56
  4.1 实验结果  52-54
    4.1.1 短路过渡电弧形态  52-53
    4.1.2 磁场作用下焊接电流波形  53-54
  4.2 磁场作用下短路过渡电弧特性分析  54-56
第五章结论  56-57
参考文献  57-60
在学研究成果  60-61
致谢  61

磁场作用下短路过渡电弧特性研究

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