变极性tig焊接电弧行为研究

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1、中文摘要由于铝的应用日渐广泛和变极性电弧在铝合金焊接中的应用，国内外对变极性的研究蓬勃发展起来，但国内关于变极性的研究工作主要是针对变极性电源的研制，对变极性电弧焊接过程的研究尚很匮乏。基于上述背景，本课题以数据采集和高速摄像为主要手段，在采集电弧电信号的同时，拍摄电弧和熔池状态。以此研究变极性TIG焊电弧的行为。本文首先研究了正弦波交流TIG焊电弧焊铝时的行为，发现在小电流情况下，存在一段时间电流持续为零，随着电流的增加，电流为零的时间缩短，稳定性交好。对于变极性TIG电弧的研究本文分三部分进

2、行。第一部分研究了在氩气作保护气体的情况下，用变极性TIG焊方法焊铝时，焊接电流、电弧电压的变化情况和电弧形态的变化。研究发现，电流过零后都会出现峰值，并且随着变极性的频率增加，电流过零后的峰值变化不大。研究同时发现，随着脉宽比b值的增加，阴极雾化效果减弱。第二部分研究了在氩气作保护气体的情况下，用变极性TIG焊方法焊钢时，焊接电流、电压的变化情况和电弧形态的变化。研究发现，电流以很大斜率通过零点，不会出现熄弧现象。第三部分研究了在氦气作保护气体的情况下，用变极性TIG焊方法焊铝时，焊接电流、电

3、弧电压的变化情况和电弧形态的变化。研究发现，在DCEN阶段氦气电弧形状与氩气电弧形状不同，氦气电弧呈现出碗状。还发现，在DCEN阶段，电弧中心轴附近为蓝紫色，远离中心轴区域为绿色，在DCEP阶段，电弧为橙黄色。在所作的所有关于变极性的研究中，电弧均不出现熄弧现象。根据研究，本文还给出了判断电弧稳定性的数学模型，并证明与实际情况相符。由于变极性TIG焊接情况与正弦波交流TIG焊接情况存在差异，所以电弧稳定性模型也存在差异。关键词：变极性TIG焊接；高速摄像；氦气；电弧稳定性AbstractTher

4、earemoreandmorestudyingOUvariablepolarityweldingofAI，oneofkindsofthewidelyusedmetals，however,thesestudiesaremainlyfocusedonvariablepolaritypowersourceinourcountryinsteadoftheweldingprocessofvariablepolaritywelding．Thisdissertationpresentastudyaboutth

5、earcbehaviorofVPTIGwelding，withthehelpofdatacollectingunitwithwhichcurrentandvoltagedataarecollected，andhigh—speedcamerawithwhichweldingarcimagesarecaptured，notonlyarC’simagesbutalsothatofweldpool’AfterstudyingthearcbehaviorwhenAIisweldedbysinewavepo

6、wer,thisdissertationfindsthatinlowcurrentrange，thereisalongerperiodofzerocurrentatthetimeofchangingpolarity．Thehigherthecurrentis，theshorterthisperiodis，ThestudyofVPTIGweldingconsistsofthreeparts．Thefirstis，whenAIisweldedbynormalVPTIGthechangesincurr

7、ent，voltageandarcshape．Ithasbeendiscoveredthatthereisapeekcurrentafterpassingzero，thelargerthefrequencyis，thesmallerthepeekis．Thesecondis，whensteelisweldedbymeansofVPTIGofargon，thechangesincurrent，voltageandarcshape．Ithasbeenfoundthatcurrentpasseszer

8、oextremelyfast，weldingarcdoesnotextinguish．ThethirdiS，whenA1iSweldedbymeansofVPTIGmethodofhelium，thechangesincurrent，voltageandareshape．Ithasbeendiscoveredthatarcshapeofheliumisdifferentfromthatofargon．arccolorincenterareaisblueorpurple，andarccolorfa