旋轉(zhuǎn)電弧TIG焊接參數(shù)對(duì)電弧穩(wěn)定性影響的研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)電弧TIG(Tungsten Inert Gas)焊是將旋轉(zhuǎn)電弧傳感器應(yīng)用于TIG焊上的一種焊接方法，既有普通TIG焊的各種優(yōu)勢(shì)，又能夠跟蹤焊縫，易于實(shí)現(xiàn)焊接自動(dòng)化，有著越來(lái)越廣泛的應(yīng)用前景。由于旋轉(zhuǎn)電弧TIG焊是利用電弧直接加熱母材和焊絲形成焊縫，因此電弧的形態(tài)、行為以及它的穩(wěn)定性對(duì)于焊接過(guò)程和焊接質(zhì)量有著重要的影響。
　　本文首先根據(jù)磁流體動(dòng)力學(xué)理論以及一定的假設(shè)建立了旋轉(zhuǎn)TIG焊和非旋轉(zhuǎn)TIG焊電弧可以共用的數(shù)學(xué)模型，區(qū)

2、別在于計(jì)算時(shí)是否添加離心力。使用商業(yè)CFD軟件FLUENT進(jìn)行模擬，并利用UDF對(duì)FLUENT進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)以擴(kuò)展其功能。然后分別模擬出非旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)TIG電弧的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)，經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的TIG電弧和非旋轉(zhuǎn)的TIG電弧等離子體的形態(tài)、溫度、速度和壓力分布基本一致，電弧的旋轉(zhuǎn)并沒(méi)有明顯的影響，因?yàn)門(mén)IG電弧的挺度較好，離心力和電磁力相比可忽略不計(jì)。然后搭建高速攝像平臺(tái)，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)與模擬吻合度較高。

3、
　　對(duì)于旋轉(zhuǎn)TIG焊接電弧的穩(wěn)定性，本文選取了6個(gè)參數(shù)進(jìn)行研究，分別為焊接電壓、焊接電流、焊接速度、氣體流量、旋轉(zhuǎn)頻率和鎢極伸出長(zhǎng)度。通過(guò)高速攝像系統(tǒng)平臺(tái)以及同步信號(hào)采集系統(tǒng)獲得焊接過(guò)程的圖像，以及電流電壓循環(huán)圖，試驗(yàn)結(jié)果表明外加的焊絲對(duì)電弧的形態(tài)產(chǎn)生明顯的影響；焊接電壓、焊接電流和旋轉(zhuǎn)頻率對(duì)電弧穩(wěn)定性有明顯影響，在本文試驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)電壓和旋轉(zhuǎn)頻率增大會(huì)降低電弧穩(wěn)定性，電流增大則會(huì)提高電弧穩(wěn)定性，焊接速度、氣體流量和鎢極伸出長(zhǎng)度