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《谈超声_tig复合焊接装置的研制与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第!"卷第#期焊%接%学%报6789!"%)79##$"$年#月&’()*(+&,-)*-.&/0+/,)(1023,)4,)*&,&5&,-).:;<=>
2、来控制超声输出功率9超声输出功率在$D"$$$1之间可连续调节9应用所研制的复合焊接装置，采用平板堆焊方法，对CEE厚度!$F不锈钢板进行了熔深对比试验，发现高能量密度超声可以起到增加焊接熔深的作用；并且和现有增加焊接熔深方法相比，试验过程简单，控制方便，满足设计和使用要求9关键词：超声振动；谐振；声场；不锈钢；焊接熔深中图分类号：&4F$!%%文献标识码：(%%文章编号：$#C!A!B$G（#$"$）$#A$$H@A$F孙清洁$%序%%言"%超声A&,4复合焊接原理!$F奥氏体不锈钢具有良好的塑性韧性与良好超声A&,4复合焊原理如图"所示9超声换能的焊接性，广泛应用于石
3、油化工、核动力等工业领器将电信号转化为机械振动，通过超声辐射头在谐［"］域9该材料的热导率较小，热膨胀系数大，焊接时振腔内形成高能量密度的超声场，谐振腔由特制的易产生较大的焊接变形，适合选用能量集中的焊接气体喷嘴构成9高能量密度的超声场具有很好的指［#］方法9向性，使得谐振腔内的氩气原子与电弧内氩离子成钨极氩弧（I=JKLI:JMJ:L，&,4）焊是制造工为了超声传递的载体9在焊接过程中，利用超声场业领域中应用最广泛的一种焊接方法9该焊接方法的声学特殊性质，对焊接电弧产生明显的压缩作用、［!］能获得良好成形和无缺陷的高品质焊缝9但是焊改变电弧的能量密度分布，使电弧
4、的挺度明显增加，［F］缝熔深浅，导致焊接效率较低9为了提高&,4焊焊接能量更加集中稳定，电弧压力分布更加集中，进接效率，国内外提出了很多方法，例如：利用活性化而起到增加焊接熔深的目的9［C］焊剂的(N&,4焊接、小孔约束法的等离子弧焊［B］［H］接、变电流的脉冲&,4焊接等9这些方法都能一定程度上提高焊接效率、增加焊接熔深，但也存在不足9分别是：焊接前准备步骤较多、工艺控制复杂、提高效果不显著等9针对上述不足，提出了一种超声A&,4（5A&,4）复合焊接方法9该方法可增加常规&,4焊接熔深9为了深入展开该技术的研究，研制了一套全开放式超声振动系统9该装置的超声输出功率、超
5、声频率能够方便调节，运行稳定性高，可以满足试验及研究的需要9在此基础上，利用自行设计的超声振动系统，采用平板堆焊试验法，对CEE厚!$F不锈钢进行了焊接熔深对比试验9图%&试验系统原理图’()*%&+,-./01(,23.1,-45.67.8(/.910:2;21./收稿日期：#$$@A$BA"$###!"焊#接#学#报第$%卷&#复合超声电源的研制!"#$开放式超声电源结构及工作原理设计的超声电源的作用是提供压缩高温下焊接电弧的高能量密度超声辐射力’对于高温环境下的超声谐振场，公开发表的文献及资料较少，因而试验过程中需要的超声输出功率、超声频率可能不同，所以要求该装置产
6、生的超声输出功率和超声频率可以精确地调节’整套电源系统组成如图&所示，主要由整流滤波电路、驱动电路、逆变电路和匹配网络组成’其中驱动电路负责超声频率的调节，配合电源其它部分实现超声功率的控制’其它&&"(交流电通过整流滤波电路转化为电压可调直流电，驱动电路为逆变电路提供超声频方波驱动信号，逆变电路将直流电转换为高频方波交流电，匹配网络对其调谐处理后形成激励超声系统所需的近似正弦波的高频交流电，以驱动换能器产生超声频机械振动’能器的输入端’换能器将功率电信号转换为超声频的机械振动，在专用的焊炬内向电弧空间辐射高能量密度的超声能量，以实现对焊接电弧的压缩作用’!":$驱动电路
7、驱动方波信号直接关系着高频交流电的产生和其频率的调整，并且影响超声系统的工作稳定性和输出效率’所设计超声电源的频率将由此部分控制’文中采用专用高精度电压频率转换器，具有很图!$开放式超声电源结构框图高的满刻度频率和很低的非线性度等优点’使用运%&’(!$)*+,-./,&01&/’2/.3456,2/+37&0839-2算放大器搭建频压转换器的输入电压!)?’根据实!"!$电源主电路际电路的需要及设计要求，选取$%和$$阻值和为电源主电路主要包括整流滤波和高频逆变电路$@A!’$&的阻值选取为%A!，如图B所示’所使用的超声电
