發(fā)布時(shí)間：2020-10-11 20:51

　　 鎢極氬弧焊(TIG)具有設(shè)備成本低、工藝靈活性好、焊縫質(zhì)量高等優(yōu)勢,已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。但普通TIG焊單道焊的穿透深度一般不超過3 mm,焊接中厚板時(shí),需要開坡口,進(jìn)行填絲多層多道焊。冷致陰極收縮效應(yīng)被認(rèn)為能夠改善電弧性能,其基本原理是對鎢極強(qiáng)冷卻,壓縮鎢極尖端的陰極區(qū),從而提高電弧根部的電流密度和電磁收縮力,達(dá)到壓縮電弧的目的。水冷鎢極能否產(chǎn)生陰極收縮效應(yīng)并對電弧特性產(chǎn)生影響,沒有得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。測定冷致陰極收縮效應(yīng)的規(guī)律對改進(jìn)TIG焊槍具有重要的指導(dǎo)意義。本文主要工作內(nèi)容為:(1)設(shè)計(jì)不同鎢極冷卻程度的焊槍(焊槍1:弱冷鎢極;焊槍2:強(qiáng)冷鎢極),開展對比試驗(yàn)。構(gòu)建了以CMOS相機(jī)為核心的圖像傳感系統(tǒng),觀察不同焊接參數(shù)條件下陰極尖端高溫區(qū)(HTCR:High Temperature Cathode Region)尺寸的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)相同焊接工藝參數(shù)條件下,焊槍1的HTCR尺寸均比焊槍2的大,說明冷致陰極收縮是有效的。(2)開展定點(diǎn)燒蝕實(shí)驗(yàn),燃弧1.0 s,測試焊接電流、鎢極夾角、鎢極材料對HTCR和陽極燒蝕區(qū)尺寸的影響規(guī)律。焊接電流在100 A~500 A范圍內(nèi),焊槍1和焊槍2的HTCR尺寸差值呈先增大后減小的趨勢,在焊接電流為350 A時(shí),差值最大。鎢極夾角分別為30?、45?和60?時(shí),HTCR高度最大差值和陽極熔化區(qū)直徑最大差值逐漸減小,說明隨鎢極夾角逐漸增大,冷致陰極收縮的能力逐漸減弱。另外,釷鎢的冷致陰極收縮的能力比鈰鎢大。陽極熔化區(qū)尺寸差值的變化規(guī)律與HTCR高度差的變化規(guī)律一致。(3)采用小孔法測量焊接過程中焊槍1和焊槍2在不同工藝參數(shù)條件下的電弧壓力。電弧壓力峰值和壓力分布半徑均隨焊接電流的增加而增大,但焊槍2的增幅更大。鎢極夾角分別為30?、45?和60?時(shí),電弧中心壓力逐漸增大。鎢極夾角為45?或采用釷鎢作為電極時(shí),電弧中心壓力的增幅更大。使用焊槍1和焊槍2分別對4 mm、6 mm和8 mm厚的304不銹鋼板進(jìn)行穿孔焊接,冷卻鎢極可降低穿孔閾值電流,擴(kuò)大穿孔焊接工藝窗口。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG444.74
【部分圖文】：

5圖 1-3 雙保護(hù)氣焊槍原理圖[38]圖 1-4 HCVAW 焊接裝置[39]hse 等人設(shè)計(jì)了 CF-TIG 焊槍，如圖 1-5 所示，在傳統(tǒng) TIG 焊槍

第 1 章 緒論利用一種理論去解釋各個(gè)物理過了電弧的組成，但是主要研究對傳導(dǎo)和熱電子發(fā)射的相互作用，研對穩(wěn)態(tài)電弧的陰極進(jìn)行描述[45]。陰極模型，并強(qiáng)調(diào)了電弧陰極建立了熱電子電弧陰極模型，并包模型描述電極熱傳導(dǎo)和焦耳生成射能的轉(zhuǎn)換以及熱電子發(fā)射與陰極如圖 1-7 所示。 ， ， 和 電流、電極表面輻射和電極表面

IG 焊接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，使其滿足不同工藝參數(shù)條件的焊接實(shí)驗(yàn)要求，同有不同水冷鎢極程度的 TIG 焊槍（焊槍 1：弱冷鎢極；焊槍 2：強(qiáng)冷構(gòu)建圖像傳感系統(tǒng)，獲得鎢極尖端高溫區(qū)的尺寸。然后是搭建壓力量工件表面的電弧壓力。壓力傳感系統(tǒng)的介紹會(huì)在第五章進(jìn)行詳主要內(nèi)容是：搭建 TIG 焊接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和圖像傳感系統(tǒng)；選擇最優(yōu)的適的濾光片獲得清晰的鎢極尖端高溫區(qū)的圖像；標(biāo)定鎢極尖端高溫極區(qū)的尺寸（高度和寬度）；選擇電弧圖像拍攝的相機(jī)參數(shù)；驗(yàn)證 2 的鎢極具有不同的冷卻程度。接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究中搭建的拍攝鎢極尖端高溫區(qū)圖像的 TIG 焊接實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖驗(yàn)平臺(tái)主要包括焊接系統(tǒng)和圖像傳感系統(tǒng)。其中焊接系統(tǒng)包括焊接集系統(tǒng)。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2837103