本文關(guān)鍵詞：高氣壓環(huán)境下脈沖MIG焊脈沖波形對電弧的影響及其控制

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【摘要】：隨著海洋油氣開發(fā)時代的到來,海洋平臺及其金屬結(jié)構(gòu)物和海底管道的破損維修越來越重要,焊接維修是一種質(zhì)量最高的修復方法。在淺海,一般的濕式焊接或者局部干法焊接就能夠滿足維修的要求,但是隨著水深的增加和焊接質(zhì)量的要求越來越高,干式高壓焊接就表現(xiàn)出了越來越大的優(yōu)勢。干式高壓焊接的方法有很多,其中的脈沖MIG焊接由于其廣泛的調(diào)節(jié)參數(shù)和對焊接電弧及熔滴過渡的更好地控制能力表現(xiàn)出了很大的研究空間。本文以脈沖MIG焊接電弧和熔滴過渡為主要研究對象,首先探索了高氣壓環(huán)境對焊接電弧和熔滴過渡的穩(wěn)定性影響規(guī)律,再針對脈沖波形控制對焊接電弧和熔滴過渡的穩(wěn)定性進行了詳細的研究。高氣壓環(huán)境下,隨著壓力的增加電弧被明顯壓縮,電弧形狀和尺寸發(fā)生很大變化,穩(wěn)定性越來越差,同時壓力環(huán)境熔滴過渡也有很大影響。壓力的增加使常壓下的一脈一滴的射流過渡形式發(fā)生了改變,高壓環(huán)境下除了原有的射滴過渡形式之外,還存在著短路過渡、大滴過渡甚至是排斥過渡等不穩(wěn)定過渡形式,致使焊接質(zhì)量較差。分析可知,主要是因為前期能量損失使電弧燃燒過程不穩(wěn)定和熔滴過渡過程中受力發(fā)生了變化所致。針對上述的不穩(wěn)定現(xiàn)象,文章從幾個主要的脈沖參數(shù)(脈沖頻率、脈沖峰值電流、脈沖基值電流、脈沖上升沿斜率和脈沖下降沿斜率)考慮,研究上述幾個脈沖參數(shù)的優(yōu)化對焊接穩(wěn)定性的影響規(guī)律。實驗證實,脈沖頻率、脈沖峰值電流和脈沖基值電流的優(yōu)化都能夠在一定程度上彌補高氣壓環(huán)境對焊接電弧的能量損失,對熔滴過渡的穩(wěn)定性也有很大影響。但是相比之下,脈沖上升沿斜率和脈沖下降沿斜率對焊接穩(wěn)定性影響不大。掌握了各個脈沖參數(shù)對焊接過程的影響規(guī)律,本文又通過正交試驗的方法將上述影響作用較大的因素(包括脈沖頻率、脈沖峰值電流和脈沖基值電流)進行了優(yōu)化匹配。通過詳細分析和對比,得出了與不同的壓力環(huán)境相匹配的最優(yōu)脈沖參數(shù)組合。本研究為高氣壓環(huán)境下的穩(wěn)定焊接提供了可靠地技術(shù)保障,具有良好的研究意義和工程應用前景。
【關(guān)鍵詞】：高氣壓環(huán)境 脈沖MIG焊接 脈沖參數(shù) 脈沖頻率 脈沖峰值電流 脈沖基值電流 焊接電弧 熔滴過渡
【學位授予單位】：北京石油化工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG444.72
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題背景和研究意義11-13
• 1.2 高壓干式焊接研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容18-21
• 第二章 高壓焊接試驗系統(tǒng)21-27
• 2.1 高壓焊接試驗艙21-22
• 2.2 焊接電源和工作平臺22-23
• 2.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)23-25
• 2.3.1 電信號采集系統(tǒng)23-24
• 2.3.2 高速攝像信號采集系統(tǒng)24-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第三章 高壓環(huán)境對電弧和熔滴過渡的影響27-53
• 3.1 高壓環(huán)境下焊接不穩(wěn)定現(xiàn)象27-28
• 3.2 高壓環(huán)境下焊接電信號采集與分析28-35
• 3.2.1 高壓環(huán)境下的電流電壓波形圖29-31
• 3.2.2 高壓環(huán)境下的U-I相圖31-32
• 3.2.3 高壓環(huán)境下的功率密度圖32-35
• 3.3 高壓環(huán)境下電弧燃燒和熔滴過渡過程研究35-51
• 3.3.1 電弧受力和形態(tài)研究35-42
• 3.3.2 熔滴過渡穩(wěn)定性研究42-51
• 3.4 本章總結(jié)51-53
• 第四章 脈沖波形優(yōu)化對高壓焊接穩(wěn)定性影響53-81
• 4.1 脈沖頻率優(yōu)化對焊接穩(wěn)定性影響53-59
• 4.1.1 典型壓力環(huán)境下脈沖頻率優(yōu)化后的電信號55-56
• 4.1.2 典型壓力環(huán)境下脈沖頻率優(yōu)化后的電弧和熔滴穩(wěn)定性56-58
• 4.1.3 不同壓力環(huán)境下脈沖頻率優(yōu)化總結(jié)58-59
• 4.2 脈沖峰值電流優(yōu)化對焊接穩(wěn)定性影響59-65
• 4.2.1 典型壓力環(huán)境下脈沖峰值電流優(yōu)化后的電信號61-63
• 4.2.2 典型壓力環(huán)境下脈沖峰值電流優(yōu)化后的電弧和熔滴穩(wěn)定性63-65
• 4.2.3 不同壓力環(huán)境下脈沖峰值電流優(yōu)化總結(jié)65
• 4.3 脈沖基值電流優(yōu)化對焊接穩(wěn)定性影響65-72
• 4.3.1 典型壓力環(huán)境下脈沖基值電流優(yōu)化后的電信號67-69
• 4.3.2 典型壓力環(huán)境下脈沖基值電流優(yōu)化后的電弧和熔滴穩(wěn)定性69-71
• 4.3.3 不同壓力環(huán)境下脈沖基值電流優(yōu)化總結(jié)71-72
• 4.4 脈沖上升沿和下降沿斜率對焊接穩(wěn)定性影響72-73
• 4.5 脈沖參數(shù)優(yōu)化匹配對焊接過程的改善73-79
• 4.5.1 正交試驗設(shè)計73-75
• 4.5.2 正交試驗結(jié)果75-79
• 4.6 本章總結(jié)79-81
• 第五章 總結(jié)和展望81-83
• 5.1 全文總結(jié)81-82
• 5.2 工作展望82-83
• 參考 文獻83-87
• 致謝87-88
• 研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文88-89
• 作者及導師簡介89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳家慶,焦向東,趙增慧,趙杰,周燦豐,房曉明,章怡圣;高壓焊接試驗艙的設(shè)計及其關(guān)鍵問題研究[J];石油礦場機械;2004年03期

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本文編號：829875