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,李桓,李志勇:短路过渡焊电弧中熔滴的失稳条件与波形控制杨立军,序言萤鹓辪245阬:短路过渡焊是一种应用非常广泛的焊接工艺,但存在飞溅、焊缝成形差等缺点,短路过渡过程的波形控制就是解决上述问题的一种重要方法。波控方法发展到现在,都具有一些基于短路过渡过程(1)间,降低电流水平,以减少熔池的振荡并促使熔滴在熔池表面的铺展,防止熔滴与熔池接触处产生分离,(2)小桥产生缩颈并即将发生爆断时再次降低电流水(3)程中,应向电弧施以较大的电流,使电弧对工件充分加热,促进熔池铺展,保证良好的焊缝成形。其中前j的重视与研究,因此,作者着重研究燃弧过程的电弧行为对飞溅和焊缝成形问题以及过程稳定性的影响。1f防止能量局部集中和瞬时短路飞溅的产生;‘:一￡,f达临界尺寸,即将断裂,为防止金属小桥上能量集中t小桥断裂,进入重燃弧阶段;此时电压达到了重燃弧所需的较高值,但电流被控制在较低值,因为小桥刚刚断裂,液态金属正向熔池铺展,熔池正处于一种不稳定状态,若此时电流较大,会产生较大的电弧吹力z速增加电流,熔池在较大电流的电弧作用下,铺展良k至正常的燃弧状态;到￡,时刻,再次发生短路,进入下一次循环。≥电弧中存在多种机械作用力,其中等离子流力1面指数分布せ或高斯分布袒,随着电弧电流的增大,等离子流力的分布半径和峰值都增大;随着弧长增大,等离子流力分布半径增大,压力峰值减(f)0旖虼笱Р牧峡蒲в牍こ萄г海旖摘要:在基于,短路过渡焊存在的飞溅和成形问题的物理本质所提出的波形控制方案的基础上,对,短路过渡焊波形控制过程中存在的断弧和电弧偏吹等电弧行为进行了电参数波形检测和高速摄影研究,分析了所采用的波形控制方案在特定条件下存在的问题,指出了在波形控制燃弧阶段进程中应注意控制的精确化而不是波形之间简单的切换,这样才能保持燃弧过程及整个短路过渡过程的稳定性。关键词:,短路过渡焊;波形控制;电弧;高速摄影中图分类号:A文章编号:~—一杨立军l1.#收稿日期:一叭一Rg1I——:;“啊“
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_嘁:短路过渡焊波控过程及其高速摄影焊接学报第卷有利于增加熔宽,焊缝成形得以改善。此外,提高电流和电压可提高焊件的加热程度,促使液态金属易t的参数设置要在允许时间内,提高燃弧电压,增加弧长,而不产生自由过渡。1弧中焊丝端部熔滴影响较大主要有电磁力和表面张力。与短路液体小桥相比,电弧中悬垂在焊丝端部[5]焊丝端部熔滴的几何形状与承受周期性变形的液柱2面取正弦波,这样的外形对大的熔滴是现实的。由于焊丝直径的约束,将熔滴变换为等效液柱的初始半径为=(R+R)2I利用上式做一估算,在短路过渡的燃弧阶段增大电流不致于产生自由过渡的临界条件。设产生自由过渡的熔滴体积为縍。【“,且蛾.。,取表面=12Nm1表明,,电弧焊产生自由过渡一般是在长弧、大电流的条件下,而在小电流短弧焊时则以短路过渡为1=300Ac0直流反接条件下的熔化速度为ד/·s)p=75103km3A界时间。却diMnt膖髂所计算的两个时间值对于短路过渡的燃弧过程是较大值,可以计算,随电流,的增加,产生熔滴自^不是太大A)(45以下筒换岵杂晒伞U庖唤崧鄱酝波控过程中燃弧￡,~￡。阶段施加燃弧脉冲大电流的控制方案具有重要的参考价值。熔滴的上挠及断弧图是拍摄的采用了较长的燃弧脉冲时间ms)(360时产生