超声辅助等离子弧焊接熔池流动及穿孔特性的试验研究
发布时间：2021-03-05 00:30
超声振动辅助穿孔等离子弧焊（U-PAW）工艺,增强了穿孔能力。但前期研究中,采用较薄工件进行了板上堆焊试验,且没有深入研究超声振动对于熔池液体流动和小孔动态行为的影响。本文课题通过视觉检测正面熔池流动和小孔入口,研究熔池和小孔的动态行为,并针对8 mm厚度不锈钢板同时开展堆焊和对接焊试验,对于优化U-PAW工艺参数并拓展其实际应用范围有重要意义。搭建正面熔池视觉检测系统,利用双CCD相机同步视觉检测系统,拍摄了正面熔池和小孔入口的图像,研究了施加超声振动对正面熔池和小孔尺寸的影响。使用示踪粒子技术,追踪了不同焊接工艺条件下熔池表面液态金属的流动状态,据此测定了熔池表面液体向后流动速度。施加超声振动后,电弧剪切力的大部分沿小孔后壁向下作用,促进了熔池液体向下流动,导致正面熔池液体向后流动速度均有不同程度减小。另外,施加超声振动后等离子弧体积进一步收缩。上述两方面原因使得熔池和小孔尺寸有所减小。在8 mm厚度的不锈钢工件上分别以堆焊和对接焊的方式开展了开环受控脉冲穿孔焊接试验。在常规PAW不能完全焊透工件的工艺参数条件下,施加超声振动后,采集到工件背面小孔出口图像,并检测到稳定的尾焰电压信...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３受控脉冲电流波形［２７］??３??
第１章前言??１．２．２激光辅助等离子弧焊??德累斯顿工业大学Ｍａｈｒｌｅ等人通过特殊设计，将激光引入到等离子弧焊??中，如图１－４所示，激光束与等离子弧焊枪轴线成一定角度。试验结果表明，激??光束的施加可以有效降低等离子弧的电弧电压，改善等离子弧的能量分布及精确??控制焊接热输入的大校在激光束和等离子弧的共同作用下，焊接效率显著提高。??Ｐｌａｓｍａ?ｔｏｒｃｈ?＾?＾ＰＷ?Ｌａｓｅｒ?ｏｐｔｉｃｓ??Ａｂｉｐｌａｓ＾ＪｄｌＳＯＷＭＴ，?２０９?（ｆｏｒｅｈａｎｄ）??３５°＇（ｂａｃｋｈａｎｄ）??．＇?Ｃｒｏｓｓｅ，?ｎｏ．ｌｅ??Ｐｌａｓｍａ?ｎｏｚｚｌｅ?＾??ｓｔａｎｄ－ｏｆｆ?ｄｉｓｔａｎｃｅ?＝?２?ｍｍ?＾????—?，■■■■■■■－??％?ｊ?Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｃａｍｅｒａ??Ｉ?〇＂－ｃｔｉ〇ｎ??Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ????Ｔｒａｖｅｌ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ??＾?ｗｏｒｋｔａｂｌｅ???图１－４等离子弧－激光旁轴复合焊接系统??Ｍａｈｒｌｅ等人１２９＿３１１又研制了等离子弧？激光同轴复合焊接装置，如图１－５所示。??通过中空的钨极将激光束引入作用于等离子弧及熔池，进一步提高了等离子弧的??挺度。在不锈钢板上进行焊接试验，试验结果表明施加较低功率的激光束就能有??效提高等离子弧的稳定性，增强等离子弧的穿透能力，提高焊接效率。??Ｌａｓｅｒ?ｂｅａｍ?＿？４?｜?ＳＢ！??广｜画??Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ?麗■?４?屢：ｆ??ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?ｇｌａｓｓ?＾?ｍＢ?疆、??Ｈｏｌｌｏｗ?ｔｕｎｇｓｔｅｎ?ｉｆ：?
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Sensing controlled pulse key-holing condition in plasma arc welding[J]. 贾传宝,武传松,张裕明. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(02)
[2]多层包扎压力容器包扎焊接制造工艺改进[J]. 何庆中,袁宏远. 压力容器. 2008(10)
[3]从“鸟巢”钢结构焊接工程看钢结构焊接技术发展趋势[J]. 戴为志. 现代焊接. 2007(09)
[4]中国船舶焊接技术进展[J]. 陈家本,郑惠锦,朱若凡,顾长石. 焊接. 2007(05)
[5]我国焊接生产现状与焊接技术的发展[J]. 林尚扬. 船舶工程. 2005(S1)
[6]电弧超声焊接技术[J]. 吴敏生,何龙标,李路明,郝红伟. 焊接学报. 2005(06)
[7]我国制造业焊接生产现状与发展战略研究[J]. 林尚扬,关桥. 机械工人(热加工). 2004(05)
[8]国内外电子束焊接技术研究现状[J]. 张秉刚,吴林,冯吉才. 焊接. 2004(02)
[9]我国功率超声技术近况与应用进展[J]. 陈思忠. 声学技术. 2002(Z1)
[10]穿孔等离子弧焊接技术研究[J]. 朱轶峰,张慧,董春林,邵亦陈. 航天制造技术. 2002(02)
硕士论文
[1]超声振动辅助受控脉冲穿孔等离子弧焊接的试验研究[D]. 张成.山东大学 2019
[2]超声振动辅助穿孔等离子弧焊工艺及其机理的研究[D]. 赵晨昱.山东大学 2017
本文编号：3064224
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－３受控脉冲电流波形［２７］??３??
第１章前言??１．２．２激光辅助等离子弧焊??德累斯顿工业大学Ｍａｈｒｌｅ等人通过特殊设计，将激光引入到等离子弧焊??中，如图１－４所示，激光束与等离子弧焊枪轴线成一定角度。试验结果表明，激??光束的施加可以有效降低等离子弧的电弧电压，改善等离子弧的能量分布及精确??控制焊接热输入的大校在激光束和等离子弧的共同作用下，焊接效率显著提高。??Ｐｌａｓｍａ?ｔｏｒｃｈ?＾?＾ＰＷ?Ｌａｓｅｒ?ｏｐｔｉｃｓ??Ａｂｉｐｌａｓ＾ＪｄｌＳＯＷＭＴ，?２０９?（ｆｏｒｅｈａｎｄ）??３５°＇（ｂａｃｋｈａｎｄ）??．＇?Ｃｒｏｓｓｅ，?ｎｏ．ｌｅ??Ｐｌａｓｍａ?ｎｏｚｚｌｅ?＾??ｓｔａｎｄ－ｏｆｆ?ｄｉｓｔａｎｃｅ?＝?２?ｍｍ?＾????—?，■■■■■■■－??％?ｊ?Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｃａｍｅｒａ??Ｉ?〇＂－ｃｔｉ〇ｎ??Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ????Ｔｒａｖｅｌ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ??＾?ｗｏｒｋｔａｂｌｅ???图１－４等离子弧－激光旁轴复合焊接系统??Ｍａｈｒｌｅ等人１２９＿３１１又研制了等离子弧？激光同轴复合焊接装置，如图１－５所示。??通过中空的钨极将激光束引入作用于等离子弧及熔池，进一步提高了等离子弧的??挺度。在不锈钢板上进行焊接试验，试验结果表明施加较低功率的激光束就能有??效提高等离子弧的稳定性，增强等离子弧的穿透能力，提高焊接效率。??Ｌａｓｅｒ?ｂｅａｍ?＿？４?｜?ＳＢ！??广｜画??Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ?麗■?４?屢：ｆ??ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?ｇｌａｓｓ?＾?ｍＢ?疆、??Ｈｏｌｌｏｗ?ｔｕｎｇｓｔｅｎ?ｉｆ：?
第１章前言??１．２．２激光辅助等离子弧焊??德累斯顿工业大学Ｍａｈｒｌｅ等人通过特殊设计，将激光引入到等离子弧焊??中，如图１－４所示，激光束与等离子弧焊枪轴线成一定角度。试验结果表明，激??光束的施加可以有效降低等离子弧的电弧电压，改善等离子弧的能量分布及精确??控制焊接热输入的大校在激光束和等离子弧的共同作用下，焊接效率显著提高。??Ｐｌａｓｍａ?ｔｏｒｃｈ?＾?＾ＰＷ?Ｌａｓｅｒ?ｏｐｔｉｃｓ??Ａｂｉｐｌａｓ＾ＪｄｌＳＯＷＭＴ，?２０９?（ｆｏｒｅｈａｎｄ）??３５°＇（ｂａｃｋｈａｎｄ）??．＇?Ｃｒｏｓｓｅ，?ｎｏ．ｌｅ??Ｐｌａｓｍａ?ｎｏｚｚｌｅ?＾??ｓｔａｎｄ－ｏｆｆ?ｄｉｓｔａｎｃｅ?＝?２?ｍｍ?＾????—?，■■■■■■■－??％?ｊ?Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｃａｍｅｒａ??Ｉ?〇＂－ｃｔｉ〇ｎ??Ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ????Ｔｒａｖｅｌ?ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ?ｏｆ?ｔｈｅ??＾?ｗｏｒｋｔａｂｌｅ???图１－４等离子弧－激光旁轴复合焊接系统??Ｍａｈｒｌｅ等人１２９＿３１１又研制了等离子弧？激光同轴复合焊接装置，如图１－５所示。??通过中空的钨极将激光束引入作用于等离子弧及熔池，进一步提高了等离子弧的??挺度。在不锈钢板上进行焊接试验，试验结果表明施加较低功率的激光束就能有??效提高等离子弧的稳定性，增强等离子弧的穿透能力，提高焊接效率。??Ｌａｓｅｒ?ｂｅａｍ?＿？４?｜?ＳＢ！??广｜画??Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｖｅ?麗■?４?屢：ｆ??ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ?ｇｌａｓｓ?＾?ｍＢ?疆、??Ｈｏｌｌｏｗ?ｔｕｎｇｓｔｅｎ?ｉｆ：?
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sensing controlled pulse key-holing condition in plasma arc welding[J]. 贾传宝,武传松,张裕明. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2009(02)
[2]多层包扎压力容器包扎焊接制造工艺改进[J]. 何庆中,袁宏远. 压力容器. 2008(10)
[3]从“鸟巢”钢结构焊接工程看钢结构焊接技术发展趋势[J]. 戴为志. 现代焊接. 2007(09)
[4]中国船舶焊接技术进展[J]. 陈家本,郑惠锦,朱若凡,顾长石. 焊接. 2007(05)
[5]我国焊接生产现状与焊接技术的发展[J]. 林尚扬. 船舶工程. 2005(S1)
[6]电弧超声焊接技术[J]. 吴敏生,何龙标,李路明,郝红伟. 焊接学报. 2005(06)
[7]我国制造业焊接生产现状与发展战略研究[J]. 林尚扬,关桥. 机械工人(热加工). 2004(05)
[8]国内外电子束焊接技术研究现状[J]. 张秉刚,吴林,冯吉才. 焊接. 2004(02)
[9]我国功率超声技术近况与应用进展[J]. 陈思忠. 声学技术. 2002(Z1)
[10]穿孔等离子弧焊接技术研究[J]. 朱轶峰,张慧,董春林,邵亦陈. 航天制造技术. 2002(02)
硕士论文
[1]超声振动辅助受控脉冲穿孔等离子弧焊接的试验研究[D]. 张成.山东大学 2019
[2]超声振动辅助穿孔等离子弧焊工艺及其机理的研究[D]. 赵晨昱.山东大学 2017
本文编号：3064224
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