基于电弧光谱诊断的水下湿法焊接电弧等离子体组分计算

发布时间：2021-09-07 11:58

　　水下湿法焊接技术近年来得到了越来越广泛的应用,提高水下湿法焊接的焊接质量是很多研究的重点。水下湿法焊接电弧等离子体组分直接影响焊接稳定性和焊接质量,但对水下湿法焊接电弧等离子体组分的相关研究一直很少,更缺乏从光谱层面对水下湿法焊接电弧等离子体组分进行诊断研究。首先通过对水下湿法焊接的过程进行研究,搭建了水下湿法焊接实验平台,通过电弧光谱诊断系统,对得到的电弧光谱进行诊断分析,确定了计算电弧等离子体组分所考虑的主要元素。在光谱诊断结果的基础上,进一步对水下湿法焊接电弧气泡成分的解离和电离过程进行分析,确定了计算水下湿法焊接电弧等离子体组分所需考虑的18种粒子,在计算得出配分函数的基础上,通过牛顿迭代法求解由Saha方程、电荷准中性和方程原子守恒方程组成的方程组,得出了各个粒子的数密度,绘制了各个粒子的数密度随温度变化的曲线。计算结果表明,在不同温度区间,水下湿法焊接电弧等离子体中发生的反应不同,生成的主要粒子不同,在温度较低时,水下湿法焊接电弧等离子体主要是由没有电离的分子、原子及电离能较低的低价态离子组成,随着温度的升高,解离反应和电离反应持续进行,高价态的离子不断被电离出来;不同粒子... 

【文章来源】：光谱学与光谱分析. 2020,40(07)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

O元素特征谱线

Fe元素特征谱线

实验采用荷兰Avantes公司制造的四通道光纤数字光谱仪测量光谱信号, 四个通道的光谱范围和分辨率如下: 通道1(200～370 nm, 0.12～0.15 nm), 通道2(369～515 nm, 0.1～0.13 nm), 通道3(514～638 nm, 0.09～0.11 nm), 通道4(636～840 nm, 0.15～0.2 nm)。 水箱设计主体为无色透明钢化玻璃, 中间采集部分是石英玻璃, 具有良好的光导性, 以减少焊弧辐射的耗散和衰减造成实验数据的不准确。图2为水下湿法焊接电弧光谱诊断系统。 在焊接过程中, 焊炬保持静止, 水箱和工件沿垂直于药芯焊丝的方向以设定速度匀速移动, 因此, 使用三脚架固定之后的光纤探头和焊接电弧之间的距离保持恒定。 使用AvaSoft8.0光谱仪驱动软件控制光谱仪以收集和保存光谱数据。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3389505