【摘要】：本文以高氮鋼為材料,研究了不同熱源間距、電弧脈沖頻率、激光能量對電弧引燃的影響結(jié)果表明:電弧能量對等離子體發(fā)射光譜產(chǎn)生了不利的影響,隨著電弧能量的增加,等離子體發(fā)射光譜的光強和連續(xù)性變差。然而當脈沖激光的加入,這種現(xiàn)象得到改善并且隨著激光能量的增加,等離子體發(fā)射光譜的強度和連續(xù)性也變強。通過對熱源間距的分析知,等離子體發(fā)射譜線強度隨著熱源間距的增加先增加后降低。通過對熔滴過渡頻率影響知,隨著激光作用時間的增加熔滴過渡頻率增加,熔滴過渡頻率隨著熱源間距增大先增加后減小。通過對電弧形態(tài)變化、焊接電信號分析及等離子體電子溫度和電子密度的變化規(guī)律研究,最終揭示了等離子體燃弧特性的機理即:1)首先工件與高能量密度的激光束作用形成金屬蒸氣。2)其次保護氣體及金屬蒸氣的一部分起始自由電子通過吸收光子能量而被加速,當自由電子有足夠的能量來碰撞帶電粒子和保護氣體而致使其發(fā)生電離狀態(tài)。3)再次隨著激光作用的加強,此時等離子體會迅速長大,最終接觸到鎢極。因為等離子體是一種高度電離的氣體(等離子體的溫度極高,溫度能夠達到幾千度甚至上萬度),因此為鎢極電子發(fā)射提供了有利條件。4)隨后電極之間的間隙被等離子體所填充,此時焊接電路被導(dǎo)通,MAG電弧被引燃。5)當激光電源被移走時,MAG電源所提供的后續(xù)電流比較穩(wěn)定,并且維持電弧繼續(xù)燃燒,但是電弧的形態(tài)發(fā)生了收縮。
[Abstract]:In this paper, the effects of different heat source spacing, arc pulse frequency and laser energy on arc ignition have been studied using high nitrogen steel as materials. The results show that arc energy has a negative effect on the plasma emission spectrum, and the arc energy increases with the increase of arc energy. The intensity and continuity of the plasma emission spectrum are poor. However, with the addition of pulsed laser, this phenomenon is improved and the intensity and continuity of the plasma emission spectrum become stronger with the increase of laser energy. Through the analysis of the distance between heat sources, it is found that the intensity of plasma emission lines increases first and then decreases with the increase of heat source spacing. With the increase of laser time, the droplet transfer frequency increases firstly and then decreases with the increase of heat source spacing. The variation of arc shape, the analysis of welding electric signal and the variation of plasma electron temperature and electron density were studied. Finally, the mechanism of plasma arc burning characteristics is revealed, that is, first of all, the workpiece acts with a high energy density laser beam to form metal vapor (.2) secondly, the initial free electrons of the protective gas and metal vapor are accelerated by absorbing photon energy. When the free electron has enough energy to collide the charged particle and the protective gas causing its ionization state 3) once again with the enhancement of the laser action the plasma will grow rapidly and finally come into contact with the tungsten electrode. Because the plasma is a highly ionized gas (the temperature of the plasma is extremely high, which can reach thousands or even tens of thousands of degrees), thus providing favorable conditions for tungsten electron emission, the gap between the electrodes is then filled with plasma. When the laser source is removed, the subsequent current provided by the MAG source is relatively stable, and the arc continues to burn, but the shape of the arc shrinks.
【學(xué)位授予單位】：長春理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG457.11

【共引文獻】

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8 李e

本文編號：2238852