準確獲取焊接條件下熔池金屬表面張力的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對深入理解焊接過程中熔池金屬流動及傳熱機制、焊縫缺陷形成等具有重要意義,但實時測量十分困難.采用激光視覺法測量了單一組元(TiO₂,CaF₂)及二組元(30%TiO₂+70%CaF₂,70%TiO₂+30%CaF₂)活性劑下304不銹鋼脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率,并根據(jù)特定模式下熔池特征頻率與表面張力的解析模型計算了熔池金屬表面張力,分析了不同組元活性劑對熔池金屬平均表面張力的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上研究了不同組元活性劑對焊縫熔深的影響和增加熔深的機理.結(jié)果表明,TiO₂能夠改變?nèi)鄢亟饘俦砻鎻埩囟忍荻?使熔池金屬流動方向發(fā)生變化,CaF₂能夠降低熔池金屬表面張力絕對值,使熔池金屬流速增加;二組元活性劑增加熔深是熔池金屬流速增加和表面張力溫度梯度改變共同作用的結(jié)果.

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【部分圖文】：

圖1傳感系統(tǒng)

在實際GTAW焊接時，熔池表面的振蕩幅度非常微弱，很難準確獲取信噪比高的熔池振蕩頻率信號.文獻[8]提出了激光視覺法測量熔池振蕩頻率，傳感系統(tǒng)如圖1所示.用波長為669.5nm結(jié)構(gòu)光激光器將五線譜激光投射到熔池表面，利用熔池表面的類鏡面特性將入射激光反射，在適當位置放置成像屏(....

圖2母材表面涂覆CaF2時典型的反射激光條紋

圖1傳感系統(tǒng)圖3母材表面涂覆CaF2時熔池的振蕩信號

圖3母材表面涂覆CaF2時熔池的振蕩信號

圖2母材表面涂覆CaF2時典型的反射激光條紋1.3工藝試驗

圖4不同組元活性劑下焊縫截面形貌

圖4為焊接時間為10和15s時有無活性劑作用下的焊縫橫截面圖，與無活性劑相比，當母材表面涂覆TiO2,70%TiO2+30%CaF2活性劑時，焊縫熔深明顯增加，熔寬減小，形成深而窄的熔池，當母材表面涂覆CaF2,30%TiO2+70%CaF2活性劑時，焊縫熔深稍有增....

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