金屬粉芯型藥芯焊絲熔滴過(guò)渡及飛濺的試驗(yàn)研究.pdf

1、金屬粉芯型藥芯焊絲已經(jīng)廣泛應(yīng)用于橋梁、船舶、航空航天、管道等領(lǐng)域。但是目前有關(guān)金屬粉芯型藥芯焊絲的研究報(bào)道主要在其工藝性方面，對(duì)其電弧物理特性的研究卻少見(jiàn)報(bào)道。電弧物理特性是指焊接過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的多種物理特性的過(guò)程，包括熔滴過(guò)渡模式、熔滴過(guò)渡機(jī)理、電弧行為及電弧參數(shù)特征等，是指導(dǎo)焊接材料工藝性能和提高焊接材料質(zhì)量的最重要的理論之一，也是實(shí)現(xiàn)科學(xué)和定量評(píng)價(jià)焊接材料工藝性的必要理論基礎(chǔ)。目前對(duì)電弧物理特性的研究主要集中在熔滴過(guò)渡、焊接飛濺

2、以及焊接電參數(shù)特征的研究，并結(jié)合電參數(shù)特征利用數(shù)學(xué)方法建立模型來(lái)表征焊接過(guò)程穩(wěn)定性、熔滴過(guò)渡的穩(wěn)定性以及飛濺的嚴(yán)重性。
　　 本文以市售的兩種不同金屬粉芯型藥芯焊絲為研究對(duì)象，借助高速攝影技術(shù)、漢諾威弧焊分析儀、焊接飛濺試驗(yàn)、數(shù)值計(jì)算等方法，對(duì)不同電壓下的金屬粉芯型藥芯焊絲的電弧物理特性進(jìn)行分析研究。
　　 研究結(jié)果表明：金屬粉芯型藥芯焊絲在預(yù)設(shè)電參數(shù)下的熔滴過(guò)渡形式為：短路過(guò)渡、排斥過(guò)渡、細(xì)顆粒過(guò)渡、射滴過(guò)渡、爆炸過(guò)渡

3、。短路過(guò)渡時(shí)，電流電壓較小，熔滴尚未長(zhǎng)大脫落就與熔池接觸，形成液橋，液橋處電流增大，電磁收縮力隨之增大，在電磁收縮力和熔池表面張力的共同作用下向熔池過(guò)渡。
　　 排斥過(guò)渡時(shí)作用于熔滴底部的斑點(diǎn)壓力阻礙熔滴的過(guò)渡，使得熔滴長(zhǎng)時(shí)間在焊絲端部長(zhǎng)大，導(dǎo)致排斥過(guò)度時(shí)熔滴較大，且偏離焊絲軸線、過(guò)渡頻率較低、飛濺較大、電弧穩(wěn)定性差，整個(gè)過(guò)程熔滴不停地在焊絲端部擺動(dòng)同時(shí)熔池也是在不停地翻滾。
　　 細(xì)顆粒過(guò)渡、射滴過(guò)渡時(shí)電壓的增大使促進(jìn)

4、熔滴過(guò)渡的等離子流力和電磁收縮力增大并成為主導(dǎo)力，阻礙熔滴過(guò)渡的表面張力減小，這些變化促使熔滴還未長(zhǎng)大就已經(jīng)過(guò)渡到熔池中。細(xì)顆粒過(guò)渡、射滴過(guò)渡時(shí)熔滴過(guò)渡頻率較快、熔滴細(xì)小、焊縫成形良好、焊絲熔化效率高，且射滴過(guò)渡時(shí)整個(gè)過(guò)程中電弧呈鐘罩狀一直罩住整個(gè)熔滴直到過(guò)渡到熔池。
　　 爆炸過(guò)渡是因?yàn)槿鄣蝺?nèi)部氣體急劇膨脹導(dǎo)致熔滴爆炸而發(fā)發(fā)生的過(guò)渡形式。
　　 金屬粉芯型藥芯焊絲的飛濺形式主要為：氣泡放出型飛濺、電弧力引起的飛濺、熔滴

5、爆炸引起的飛濺、縮頸飛濺、電爆炸飛濺。
　　 通過(guò)對(duì)電弧電壓近似熵值以及近似熵標(biāo)準(zhǔn)偏差值的計(jì)算來(lái)表征熔滴過(guò)渡的穩(wěn)定性，結(jié)果表明：電弧電壓瞬時(shí)值平均近似熵越大，近似熵標(biāo)準(zhǔn)差越小，熔滴過(guò)渡過(guò)程越穩(wěn)定。
　　 以平均電壓、大電流概率密度和、大電壓概率密度和、電壓變異系數(shù)為指標(biāo)，利用單因變量偏最小二乘回歸法建立數(shù)學(xué)模型表征飛濺的嚴(yán)重性，結(jié)果表明：平均電壓值越小、大電壓概率密度和越大、大電流概率密度和越大、電壓變異系數(shù)越大則飛濺越