常压等离子体弧清洗焊接预处理新方法.pdf

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1、第1期机械设计与制造2014年1月MachineryDesign&Manufacture147常压等离子体弧清洗焊接预处理新方法董小娟，孟建兵，徐文骥，尹占民(1．山东理工大学机械工程学院，山东淄博255049；2．大连理工大学机械工程学院，辽宁大连116024)摘要：大气常压等离子体弧清洗是一种新颖的焊接预处理方法。针对预处理时厚度方向清洗界面移动、计算区域变化、边界条件非线性的难题，利用导热微分方程和阿伦尼乌斯定律，建立了大气常压等离子体弧清洗反应动力学模型并确定了频率因子、活化能等反应动力学参数，从而揭示了清洗百分比随清洗时间、金属零件表面

2、氛围温度的变化规律，并进行了表面水滴接触角测量、射线光电子能谱分析等相关实验验证。结果表明，大气常压等离子体弧可以快速清除表面污染物，有效实现焊接前的表面预处理。工件表面污染物的清洗百分比随大气常压等离子体弧清洗时间的增大而增大，直至该污染物被彻底清除；此外，清洗对象等离子体弧热流作用侧的表面氛围温度对清洗百分比有着重要影响，清洗百分比随氛围温度的增加而增加。关键词：大气常压；等离子体弧清洗；焊接预处理；反应动力学中图分类号：TH16；TG44文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)01—0147—04ANewMethodofWel

3、dingPretreatmentofAtmosphericPressurePlasmaArcCleaningDONGXiao-juan，MENGJian-bing，XUWen-ji，YINZhan-min‘(1．SchoolofMechanicalandEngineering，ShandongUniversityofTechnology，ShandongZibo255049，China；2．SchoolofMechanicalandEngineering，DalianUniversityofTechnology，LiaoningDalian116

4、024，China)Abstract：Theatmosphereatmosphericplasmaarcweldingcleaningisanovelpretreatmentmethod．Accordingtothemobilecleaninginterface，changeablecalculationregionandnon-linearboundaryconditionsalongthethicknessdirection，amathematicalmodelofreactivekineticsinthemetalsurfacecontam

5、inantc~aningusingAPPAhasbeendeveloped，bymeansofthermalconductiondiferentialequationandarrheniusequation,Afierwardz，reactivekineticsparameterssuchasactivationenergyandpre-exponentialfactorarecalculated．Onthisbasis，theintrinsicrelationshipbetweencontaminantremovalpercentages，re

6、movalrateandinfluencingfactorssuchascleaningtimeandambienttemperatureofAPPAcleaningarerevealedandvalidatedwithrelatedexperimentsresults．TheresuhsindicatethatcontaminantremovalpercentagesincreasewithcleaningtimeincreasinguntilthecontaminantisdrasticallycleanedbyAPPA．Furthermor

7、e，theambienttemperatureofAPPAonthecontaminantsurfaceafectstherenloualpercentagesstrongly．Theremovalpercentagesincreasewiththeincreaseoftheambienttemperature．Toavoidthedamageofmetalsubstratesurfacebecauseofhighertemperatureandensuretheremovalrateofthecontaminant，theappropriate

8、temperaturewhichliesbetweenthecontaminantdecompositiontemperatureand