超声复合电弧声调控特性研究

发布时间：2018-05-01 10:41

  本文选题：超声复合电弧 + 声拘束　； 参考：《物理学报》2015年09期

【摘要】：超声复合电弧作为一种新的焊接热源,在电弧焊接过程中可利用超声实现对熔融金属的深度处理,但是超声与电弧等离子体间相互作用机理还不清晰,这成为阻碍该技术工程应用的关键问题.本文通过实验与相应理论针对外加超声场对焊接电弧调控特性进行了研究.为说明电弧特性,针对试验中高速摄像采集的电弧图片进行了处理.对比未加超声情况,超声复合电弧受内外声场共同作用等离子体拘束程度明显提高,电弧亮度增强,弧柱高温区范围扩展至阳极,中间粒子出现团聚并以一定频率上下抖动.通过改变超声激励电流大小和声发射端高度,电弧结构产生显著变化,在谐振点附近,电弧挺直度最强,脉动频率最大.试验结果显示通过外加超声可以达到对焊接电弧热等离子体调控的目的.最后结合波动方程和二维声边界元模型,分析了电弧内部声传播过程以及声场结构对等离子体粒子的作用规律,这为进一步理解超声对电弧的调控机理打下良好基础.
[Abstract]:As a new welding heat source, ultrasonic composite arc can be used to realize the advanced treatment of molten metal during arc welding, but the interaction mechanism between ultrasonic and arc plasma is not clear. This becomes the key problem which hinders the application of this technology. In this paper, the characteristics of welding arc regulation by applied ultrasonic field are studied by experiments and corresponding theories. In order to explain the arc characteristics, the arc pictures collected by high speed camera in the experiment were processed. Compared with the case without ultrasonic, the ultrasonic composite arc is restrained by the interaction of internal and external sound field, the arc brightness is enhanced, the range of arc column high temperature is extended to the anode, the intermediate particles appear agglomeration and shake up and down with a certain frequency. By changing the ultrasonic excitation current and the height of the acoustic emitter, the structure of the arc changes significantly. The arc has the strongest straightness and the largest pulsating frequency near the resonance point. The experimental results show that the welding arc thermal plasma can be controlled by applying ultrasonic. Finally, combined with the wave equation and the two-dimensional acoustic boundary element model, the sound propagation process in the arc and the effect of the sound field structure on the plasma particles are analyzed, which lays a good foundation for further understanding the regulation mechanism of the ultrasonic on the arc.
【作者单位】： 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金重点项目(批准号:51435004)和国家自然科学基金(批准号:51275134)资助的课题~~
【分类号】：TG403

【参考文献】

相关期刊论文 前4条

1 刘祖黎,宋文栋,魏合林,李再光;直流辉光放电等离子体轴向动力学过程的研究[J];物理学报;1992年01期

2 胡明;万树德;钟雷;刘昊;汪海;;磁控直流辉光等离子体放电特性[J];物理学报;2012年04期

3 解文军,曹崇德,魏炳波;声悬浮的实验研究和数值模拟分析[J];物理学报;1999年02期

4 孙清洁;林三宝;杨春利;范阳阳;赵国庆;;The arc characteristic of ultrasonic assisted TIG welding[J];China Welding;2008年04期

【共引文献】

相关期刊论文 前10条

1 潘祥生;邢立华;李勋;张德远;;聚焦式超声悬浮[J];北京航空航天大学学报;2006年01期

2 曹慧玲;郭云珠;马晓亮;卢慧甍;解旭卓;周伯儒;尹大川;;用于晶体生长的地基无容器悬浮技术[J];材料导报;2011年19期

3 赵彦群;陈国定;宁方立;;声压密封机理的探索性研究[J];电声技术;2008年03期

4 裴佳良;杨万民;席少波;刘兆梅;师金华;;永磁条件下铁球稳定悬浮的理论和实验研究[J];大学物理;2008年12期

5 郑普超;李恩普;赵建林;张琳;;用于超声悬浮场可视化的光学全息相位倍增方法研究[J];光子学报;2009年03期

6 吕勇军,曹崇德,魏炳波;声悬浮条件下大体积水的深过冷[J];中国科学(A辑);2002年12期

7 吕勇军;曹崇德;魏炳波;;High undercooling of bulk water during acoustic levitation[J];Science in China(Series G);2003年03期

8 常颖,吴博达,杨志刚,程光明,田丰君;超声波悬浮推力轴承承载能力及减摩性能[J];吉林大学学报(工学版);2004年02期

9 魏合林,刘祖黎;直流辉光等离子体阴极鞘层电子的输运过程[J];计算物理;1995年02期

10 吴洁;张立志;张平;;提高单轴式声悬浮稳定性研究[J];南阳师范学院学报;2007年09期

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1 袁鹤然;范成磊;林三宝;杨春利;;超声交流TIG复合焊接电弧特性及行为研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

2 罗雅静;郭建中;严雪艳;姚旭;陆飞;;新型单轴式声悬浮装置设计[A];2009年西安-上海声学学术会议论文集[C];2009年

3 卢晓静;田海霞;雷育荣;;影响声悬浮能力的重要因素[A];2009年西安-上海声学学术会议论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前8条

1 常颖;超声波轴承悬浮与减摩作用机理及基础实验研究[D];吉林大学;2005年

2 冯海阔;铝合金熔体的超声处理及表面复合材料的超声法制备[D];吉林大学;2008年

3 田丰君;基于夹心式压电换能器的超声波近场声悬浮支撑技术研究[D];吉林大学;2010年

4 孙清洁;超声—TIG电弧复合焊接方法及电弧行为研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

5 刘家郡;超声悬浮/气浮的混合悬浮及其行波驱动机理及实验研究[D];吉林大学;2013年

6 胡宗军;边界元法中高阶单元奇异积分的一个新正则化算法及其应用研究[D];合肥工业大学;2012年

7 谢贵重;边界积分方程的奇异性处理及其在断裂力学方面的应用[D];湖南大学;2014年

8 袁鹤然;铝合金超声—交流TIG复合焊电弧行为与接头组织性能研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

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1 温家华;基于超声辐射力的弹性成像关键技术研究[D];浙江大学;2011年

2 黄嘉明;超声-MIG复合焊接焊枪设计与熔滴过渡研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

3 刘文歌;超声-MIG复合焊接熔滴过渡行为研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 张勤练;超声TIG复合焊枪优化及焊接工艺的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

5 张宏娟;铝合金超声交流TIG复合焊接焊缝成形及组织特征研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

6 田丰君;超声波推力轴承理论及实验的初步研究[D];吉林大学;2004年

7 曹永昌;超声波轴承减摩作用机理分析[D];吉林大学;2006年

8 朱金冬;超声波支承陀螺仪的研究[D];西北工业大学;2007年

9 赵立冬;压电双晶片水平布置式送料器的设计与实验研究[D];吉林大学;2007年

10 车小红;双向支撑超声波悬浮轴承的设计及实验研究[D];吉林大学;2008年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前6条

1 朱绍龙,张善端;T8荧光灯条纹放电的电离波及光谱特性[J];灯与照明;2000年06期

2 万树德,汪海,孙腊珍;磁控等离子体教学实验装置的研制[J];实验室研究与探索;2004年01期

3 王彪;龚福君;叶宇飞;官小川;陈洪;;气压对气体放电影响的实验探究[J];物理教学探讨;2006年23期

4 李军,陈清明,李再光;磁约束放电的电离特性研究[J];物理学报;1996年06期

5 池凌飞,林揆训,姚若河,林璇英,余楚迎,余云鹏;Langmuir单探针诊断射频辉光放电等离子体及其数据处理[J];物理学报;2001年07期

6 郝艳捧;阳林;涂恩来;陈建阳;朱展文;王晓蕾;;实验研究大气压多脉冲辉光放电的模式和机理[J];物理学报;2010年04期

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1 邹莉;电弧热喷涂技术及其在材料维护中的应用[J];昆明冶金高等专科学校学报;2002年04期

2 刘魁元;孙玉林;;薄板自动TIG焊的电弧磁控[J];电焊机;1983年01期

3 柳燕;姜华;韩家强;赵广军;王晰;;TIG电弧热丝对铜、钢堆焊的工艺研究[J];精密成形工程;2012年03期

4 王云程,胡云岩;灰口铸铁机身的电弧冷焊修复[J];河北化工;1997年04期

5 黄勇;瞿怀宇;樊丁;刘瑞琳;康再祥;王新鑫;;耦合电弧AA-TIG焊电弧压力测量与分析[J];焊接学报;2013年03期

6 杨振林;;低压电弧对焊原理及其应用[J];焊接技术;1992年05期

7 付希圣 ,牛尾诚夫;焊丝熔化率的研究[J];甘肃工业大学学报;1986年04期

8 ;[J];;年期

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1 龙秉政;水下熔化极电弧热切割方法及特性研究[D];江苏科技大学;2011年

，

本文编号：1829020