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超窄间隙焊接过程绝缘固壁约束片状偏钨极电弧特性的数值模拟 认领
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作者 李渊博 杨涛 +1 位作者 郑韶先 赵锡龙 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期69-76,85共9页
绝缘固壁和片状偏钨极联合调控的方式能够改变超窄间隙中TIG电弧物理场分布,从而解决底角熔合不良的问题。为了明确超窄间隙焊接过程绝缘固壁约束片状偏钨极电弧特性的调控机理,采用满足求解域的偏微分方程组和合理边界条件,建立三维数... 绝缘固壁和片状偏钨极联合调控的方式能够改变超窄间隙中TIG电弧物理场分布,从而解决底角熔合不良的问题。为了明确超窄间隙焊接过程绝缘固壁约束片状偏钨极电弧特性的调控机理,采用满足求解域的偏微分方程组和合理边界条件,建立三维数学模型,求解获得不同约束作用下电弧温度场、流场及电场分布,其分布特征与已有的试验结果符合良好。模拟结果表明:超窄间隙中绝缘固壁约束片状偏钨极电弧温度场、流场及电场在坡口宽度方向上呈对称分布;绝缘固壁对片状偏钨极电弧产生阴极调控和阳极调控作用;改变约束高度能够实现阴极阳极联合调控,从而提升电弧电流密度,温度及等离子流速,并有效限制侧壁分流;约束宽度的变化仅能提供阴极调控作用使电流密度,温度和等离子流速增加,但无法限制侧壁分流;阴极调控和阳极调控作用越强,超窄间隙中约束电弧高温区,电流密度及阴极射流向钨极放电间隙小的位置偏移越明显。 展开更多
关键词 约束电弧 三维模型 数值模拟 超窄间隙焊接
Weld formation and heating mechanism in ultra-narrow gap withconstricted arc by ultra-fine granular flux 认领
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作者 郑韶先 李小雷 +1 位作者 车军 李德福 《中国焊接:英文版》 EI CAS 2012年第1期39-43,共5页
关键词 焊缝成型 窄间隙 颗粒流量 加热机制 电压范围 超细 阴极斑点 高稳定
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旋转陶瓷片约束TIG电弧形态分析 认领 被引量:1
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作者 朱亮 张仁军 田玉吉 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期 1-4,共4页
收缩电弧是提高TIG电弧的能量密度的有效途径。提出一种新的约束TIG电弧方法,用两片平行旋转的陶瓷片,对电极附近的电弧进行约束。通过电弧形态的观察分析,以及焊缝形状的测量,试验研究了不同旋转陶瓷片约束条件下电弧的形态和加热... 收缩电弧是提高TIG电弧的能量密度的有效途径。提出一种新的约束TIG电弧方法,用两片平行旋转的陶瓷片,对电极附近的电弧进行约束。通过电弧形态的观察分析,以及焊缝形状的测量,试验研究了不同旋转陶瓷片约束条件下电弧的形态和加热特性。结果表明,旋转陶瓷片可以有效地对TIG电弧进行非轴对称约束。在垂直于陶瓷片旋转平面的方向上,电弧中心的载流区域稳定收缩。两陶瓷片之间距离的减小,电弧进入陶瓷片深度的增加,都会使电弧中心载流区的宽度减小,从而使焊缝的熔深增加。同时发现,随电弧受约束程度的增加,电弧电压略有上升。 展开更多
关键词 约束电弧 旋转陶瓷片 电弧形态
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超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊缝成形分析 认领 被引量:2
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作者 郑韶先 时哲 +1 位作者 韩峰 孟倩 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期67-70,116共5页
将超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接用于1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,通过改变焊接速度、电弧电压、焊接电流对焊缝成形进行了研究.结果表明,在热输入为1.75 k J/mm和深宽比为1.34的条件下,也不易形成'梨形'焊道裂纹,并且单道焊... 将超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接用于1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,通过改变焊接速度、电弧电压、焊接电流对焊缝成形进行了研究.结果表明,在热输入为1.75 k J/mm和深宽比为1.34的条件下,也不易形成'梨形'焊道裂纹,并且单道焊接时熔化焊丝在超窄间隙内的填充高度可达11.5 mm.在其它焊接参数确定的情况下,随着电弧电压的增加,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊缝依次呈'凸焊缝'、'凹焊缝'及'电弧攀升'的成形规律.适合于超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的电弧电压与焊接电流匹配范围分别约为26~32 V和200~320 A. 展开更多
关键词 超细颗粒焊剂约束电弧 超窄间隙焊接 焊缝成形 奥氏体不锈钢
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超细颗粒焊剂约束电弧用于超窄间隙的焊接 认领 被引量:8
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作者 郑韶先 李德福 +1 位作者 朱亮 王顺花 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期 83-87,共5页
为实现电弧约束良好、焊接过程稳定可靠的超窄间隙焊接,基于窄间隙埋弧焊的众多优点和对超窄间隙中的电弧进行约束以防止电弧攀升的思路,提出采用超细颗粒焊剂约束电弧以实现超窄间隙焊接的方法,研制专用的焊枪,开发出采用V形金属丝网... 为实现电弧约束良好、焊接过程稳定可靠的超窄间隙焊接,基于窄间隙埋弧焊的众多优点和对超窄间隙中的电弧进行约束以防止电弧攀升的思路,提出采用超细颗粒焊剂约束电弧以实现超窄间隙焊接的方法,研制专用的焊枪,开发出采用V形金属丝网衬垫焊剂颗粒的超窄间隙焊接工艺。结果表明,超细颗粒焊剂熔化后形成的熔渣壁可对电弧进行有效约束,实现稳定可靠的超窄间隙电弧焊。随着焊剂颗粒尺寸的减小,因焊剂松装密度的增加使得形成凸焊缝的倾向增加。采用V形金属丝网衬垫焊剂颗粒的工艺进行超窄间隙焊接,可以显著增强电弧对侧壁根部的加热效果,获得足够的侧壁根部熔透深度,从而保证了超窄间隙焊缝的熔合质量。 展开更多
关键词 超细颗粒焊剂 受约束电弧 超窄间隙焊接
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超窄间隙焊剂带约束电弧电压及电流波形特征 认领 被引量:8
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作者 朱亮 苗红丽 +1 位作者 金将 李渊博 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期85-88,共4页
为认清焊剂带约束电弧在超窄间隙中的作用,在放置焊剂带的I形坡口中进行熔化极电弧焊接试验.试验发现,坡口侧壁根部焊剂带裸露高度,控制着坡口侧壁的熔化高度;当裸露高度很小时,电弧的作用范围主要集中在坡口的底部,短路结束燃弧开始时... 为认清焊剂带约束电弧在超窄间隙中的作用,在放置焊剂带的I形坡口中进行熔化极电弧焊接试验.试验发现,坡口侧壁根部焊剂带裸露高度,控制着坡口侧壁的熔化高度;当裸露高度很小时,电弧的作用范围主要集中在坡口的底部,短路结束燃弧开始时弧长较长,在电压波形上表现为初始燃弧电压高,随后快速降低;电流波形反映出较高的短路电流峰值.结果表明,随裸露高度的增加,电弧作用范围从坡口底部向侧壁扩张,电弧长度缩短,瞬时燃弧电压降低,燃弧后电压下降速度变慢,甚至不再下降;同时反映出短路频率提高,短路电流峰值减小,瞬时短路出现几率增加. 展开更多
关键词 超窄间隙 焊剂带约束电弧 电弧电压波形
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焊剂带约束电弧用于超窄间隙的焊接 认领 被引量:12
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作者 郑韶先 朱亮 +1 位作者 黄斌维 陈剑虹 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期 219-223,共5页
保证坡口侧壁尤其是侧壁根部的熔化是实现窄间隙焊接的关键。用焊剂带对电弧加以约束可有效控制电弧的加热区域,有利于解决窄间隙焊接侧壁熔合不良的问题。采用间隙宽度为5mm的I型坡口,氩气保护的熔化极电弧,将特定成分的焊剂带沿坡... 保证坡口侧壁尤其是侧壁根部的熔化是实现窄间隙焊接的关键。用焊剂带对电弧加以约束可有效控制电弧的加热区域,有利于解决窄间隙焊接侧壁熔合不良的问题。采用间隙宽度为5mm的I型坡口,氩气保护的熔化极电弧,将特定成分的焊剂带沿坡口侧壁连续送入电弧区,焊剂带在电弧热作用下不断熔化并对电弧进行约束,从而可实现超窄间隙焊接。在不同的焊接电压下,通过改变焊剂带的送进速度进行超窄间隙焊接,得到了焊剂带对电弧的不同约束效果,以及与之对应的焊缝形貌,找到了可约束电弧且侧壁熔合良好的电压与送带速度范围。 展开更多
关键词 焊剂带约束电弧 超窄间隙焊接 侧壁熔合
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用于超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接的焊枪设计 认领 被引量:1
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作者 李德福 郑韶先 李小雷 《电焊机》 北大核心 2012年第3期 33-35,73,共4页
为解决超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接的焊丝准确送入与夹紧力调节、焊丝与板式导电嘴的接触导电以及板式导电嘴与超窄间隙侧壁的防接触等问题,设计了一种适合于超窄间隙焊接的焊枪。该焊枪焊接时,焊丝在送丝轮推动下经导丝管进入两... 为解决超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接的焊丝准确送入与夹紧力调节、焊丝与板式导电嘴的接触导电以及板式导电嘴与超窄间隙侧壁的防接触等问题,设计了一种适合于超窄间隙焊接的焊枪。该焊枪焊接时,焊丝在送丝轮推动下经导丝管进入两块板式导电嘴间的圆弧槽内并被弹性夹紧力夹紧,而后被准确送入超窄间隙内与垫板接触引弧。试验结果表明,该焊枪能够满足超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接的要求,获得了成形良好的超窄间隙焊缝。 展开更多
关键词 超细颗粒焊剂 超窄间隙焊接 约束电弧 焊枪
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焊剂带约束电弧焊接方法研究 认领 被引量:6
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作者 郑韶先 朱亮 陈剑虹 《焊接》 北大核心 2006年第8期 40-43,共4页
研究了一种熔化极电弧焊接方法,该方法是将两条焊剂带沿焊丝两侧连续送入电弧区,利用焊剂带向熔池中加入焊剂并约束电弧。结果表明:焊剂带约束电弧焊接方法可获得成形良好的焊缝;通过控制焊剂带对电弧的约束程度,可获得深宽比不同... 研究了一种熔化极电弧焊接方法,该方法是将两条焊剂带沿焊丝两侧连续送入电弧区,利用焊剂带向熔池中加入焊剂并约束电弧。结果表明:焊剂带约束电弧焊接方法可获得成形良好的焊缝;通过控制焊剂带对电弧的约束程度,可获得深宽比不同的焊缝;焊剂带的焊剂成分对焊缝成形有重要影响,利用焊剂成分PI所制作的焊剂带进行焊接时,可以获得成形良好的焊缝。 展开更多
关键词 焊剂带 约束电弧焊 缝成形
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高强钢三明治板T形接头焊剂片约束电弧焊电弧行为 认领
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作者 陈振文 王磊 +1 位作者 芮正雷 乔及森 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期83-90,I0004,I0005共10页
文中基于高速摄像和焊接电信号采集系统,对焊剂片约束电弧焊接高强三明治板T形接头过程中的电弧行为进行了研究.结果表明,通过焊剂片约束电弧焊接工艺可实现三明治板的加工制造,焊剂片在焊接过程中不仅有效解决了电弧攀升问题,还改变了... 文中基于高速摄像和焊接电信号采集系统,对焊剂片约束电弧焊接高强三明治板T形接头过程中的电弧行为进行了研究.结果表明,通过焊剂片约束电弧焊接工艺可实现三明治板的加工制造,焊剂片在焊接过程中不仅有效解决了电弧攀升问题,还改变了电弧形貌与加热特性,显著增加了电弧稳定性;将电弧电压控制在23~29 V,焊接电流控制在240~320 A,坡口宽度控制在5~7 mm,在此工艺参数范围内,焊剂片熔化高度适中,电弧可获得良好的约束,电弧到坡口底部的距离与电弧到面板侧壁的距离相当,主要在坡口底部及侧壁根部稳定燃烧,可获得面板与芯板熔合良好T形接头. 展开更多
关键词 三明治板T形接头 焊剂片约束电弧焊 电弧行为 接头截面形貌
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焊剂片约束电弧焊三明治板T形接头的组织与性能 认领
11
作者 陈振文 乔及森 +2 位作者 王磊 芮正雷 朱亮 《焊接》 2019年第9期5-9,I0020共6页
针对三明治板激光焊接T形接头过程中的芯板与面板连接宽度不足的问题,使用一种焊剂片约束电弧焊的新工艺,对960 MPa低合金高强钢三明治板T形接头进行焊接。利用高速摄像技术研究了电弧燃烧形态和熔滴的变化过程,并通过焊接接头显微组织... 针对三明治板激光焊接T形接头过程中的芯板与面板连接宽度不足的问题,使用一种焊剂片约束电弧焊的新工艺,对960 MPa低合金高强钢三明治板T形接头进行焊接。利用高速摄像技术研究了电弧燃烧形态和熔滴的变化过程,并通过焊接接头显微组织分析、硬度测试、微区拉伸试验和T形接头轴向拉伸试验,研究了T形接头的组织与力学性能。结果表明,在焊接过程中,焊剂片可压缩和稳定电弧,提高焊接热效率,促进熔滴过渡,可获得焊缝与芯板熔合良好的T形接头。焊接接头热影响区粗晶粒区微观组织为粗大的板条马氏体和块状铁素体,热影响区细晶粒区为细小的板条马氏体和粒状贝氏体,焊缝组织主要为沿原奥氏体晶界分布的针状和块状铁素体。T形接头硬度分布不均匀,平均硬度的大小分布为热影响区>母材区>焊缝区。在接头微区拉伸试验中,焊缝区是接头力学性能最薄弱的区域。T形接头拉伸试验时,裂纹首先在熔合线处产生并向焊缝区扩展,最后在焊缝区断裂,断口呈韧性断裂特征。 展开更多
关键词 三明治板 T形接头 焊剂片约束电弧焊 显微组织 力学性能
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基于STC12C5A60S2焊剂带约束电弧超窄间隙焊接控制系统 认领
12
作者 张爱华 张巨莉 朱亮 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2013年第5期149-151,154共4页
超窄间隙焊接在对接焊中有独特优势。以焊剂带约束熔化极电孤超窄间隙焊接方法为工艺背景。研制了以STCl2C5A60S2为控制核心,集显示、检测、调速和焊接启停等功能为一体的超窄间隙焊接控制系统.满足对焊接速度的随时调节,增大人机交... 超窄间隙焊接在对接焊中有独特优势。以焊剂带约束熔化极电孤超窄间隙焊接方法为工艺背景。研制了以STCl2C5A60S2为控制核心,集显示、检测、调速和焊接启停等功能为一体的超窄间隙焊接控制系统.满足对焊接速度的随时调节,增大人机交流程度,克服焊接开始结束时虚焊短焊等缺点,提高间隙对接质量,实现焊接滑块准确停止。有利于自动焊接设备在实际工程中的应用。 展开更多
关键词 焊剂带约束电弧 超窄间隙焊接 控制系统
焊剂带在超窄间隙电弧区的位置与约束电弧的关系 认领 被引量:2
13
作者 郑韶先 朱亮 陈剑虹 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期13-15,20共4页
当超窄间隙中用于约束电弧的焊剂带与电弧具有不同的相对位置时,焊剂带会对电弧产生不同的约束效果,因而焊剂带在电弧区的位置是约束电弧的关键.通过分析焊剂带在电弧区的位置,结果表明焊剂带在电弧区有效约束电弧应满足三个位置条件,... 当超窄间隙中用于约束电弧的焊剂带与电弧具有不同的相对位置时,焊剂带会对电弧产生不同的约束效果,因而焊剂带在电弧区的位置是约束电弧的关键.通过分析焊剂带在电弧区的位置,结果表明焊剂带在电弧区有效约束电弧应满足三个位置条件,即在电弧横向焊剂带应紧贴两侧壁;在电弧长度方向焊剂带应具有合适的焊剂带作用长度;在超窄间隙纵向焊丝端头应与焊剂带中心线对中.此外,当焊接电流大于240A时,焊剂带易在电磁力作用下紧贴焊丝表面而造成电弧攀升,采用撑开焊剂带的方法可有效控制焊剂带在电弧横向的位置. 展开更多
关键词 焊剂带约束电弧 超窄间隙焊接 焊剂带位置
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焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的气保护方法 认领 被引量:3
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作者 郑韶先 朱亮 +1 位作者 张旭磊 陈剑虹 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2007年第5期 25-28,共4页
利用焊剂带约束的电弧进行超窄间隙焊接时,采用合适的气体保护工艺十分重要.为了获得成形良好的超窄间隙焊缝,通过分析和试验确定粗扁管单侧倾斜送气的气保护方法,设计用于研究气保护效果的试验装置,并利用该装置研究气流量、喷嘴... 利用焊剂带约束的电弧进行超窄间隙焊接时,采用合适的气体保护工艺十分重要.为了获得成形良好的超窄间隙焊缝,通过分析和试验确定粗扁管单侧倾斜送气的气保护方法,设计用于研究气保护效果的试验装置,并利用该装置研究气流量、喷嘴截面尺寸以及喷嘴与保护区距离对气保护效果的影响。结果表明,在气体喷嘴截面尺寸为2.5mm×12 mm,气体喷嘴与电弧距离为20~25mm的情况下,保证焊缝成形良好的最佳气流量为10L/min. 展开更多
关键词 焊剂带约束电弧 超窄间隙焊接 气保护
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