基于焊接電弧物理的CO2氣保護藥芯焊絲工藝性分析與評價.pdf

1、藥芯焊絲工藝性是藥芯焊絲綜合質(zhì)量的重要方面，是焊絲是否具有競爭力的重要因素。如何對藥芯焊絲的工藝性進行評價，一直是業(yè)內(nèi)人士關(guān)注的熱點問題之一。過去，藥芯焊絲工藝性還主要依靠操作者的直覺和經(jīng)驗來評估。如果能夠?qū)崿F(xiàn)對藥芯焊絲工藝性的定量化評價，使藥芯焊絲工藝性的分析和判定由人的直觀感覺和定性評估提高到以數(shù)據(jù)信息為基礎(chǔ)的定量分析與判定，由經(jīng)驗感性階段提升到科學(xué)定量層面上來，將對藥芯焊絲技術(shù)創(chuàng)新產(chǎn)生重要的影響。
　　 藥芯焊絲工藝性與藥

2、芯焊絲在焊接過程中的電弧物理特性有著內(nèi)在的聯(lián)系。以現(xiàn)代計算機技術(shù)為基礎(chǔ)的漢諾威弧焊分析儀為藥芯焊絲電弧物理特性的研究提供了新的手段，也為科學(xué)定量化評價藥芯焊絲工藝性提供了可能。
　　 論文以鈦型CO2氣保護藥芯焊絲為研究對象，采用高速攝影技術(shù)和漢諾威弧焊分析儀相結(jié)合為研究手段，在選取不同焊接電參數(shù)條件下，對五種市售典型的藥芯焊絲電弧物理特性進行測試和分析。研究發(fā)現(xiàn)，在較小焊接電參數(shù)下，焊絲的熔滴過渡形態(tài)為大滴排斥過渡，在較大焊接

3、電參數(shù)下，熔滴過渡形態(tài)可轉(zhuǎn)變?yōu)榧?xì)顆粒過渡。熔滴尺寸大，過渡頻率低，飛濺大，電弧穩(wěn)定性差，焊絲熔化效率低，是大滴排斥過渡的特點；細(xì)顆粒過渡時，熔滴過渡頻率高，焊接過程穩(wěn)定，飛濺小，焊縫成形良好，焊絲熔化效率高，是藥芯焊絲理想的過渡形態(tài)。通過電弧電壓和焊接電流原始波形圖及其概率密度分布圖、電弧U－I曲線圖、短路時間和短路周期時間頻率分布圖，進一步分析了藥芯焊絲的電弧物理特性。
　　 在分析藥芯焊絲電弧物理特性的基礎(chǔ)上，對漢諾威弧焊分

4、析儀測試得到的數(shù)據(jù)進行二次處理。對電弧電壓和焊接電流原始波形進行平滑處理并提取有效極值點，繪制出熔滴過渡周期頻率分布圖；通過分析快速傅里葉變換頻譜圖、采用帶通濾波以及低通濾波的方法提取出反映熔滴波動情況的特征信息。在不同焊接電參數(shù)下，分別提取出與藥芯焊絲工藝性緊密相聯(lián)的特征信息，即在24.5/190A焊接電參數(shù)下為熔滴過渡周期變異系數(shù)、正常短路頻率、正常短路周期變異系數(shù)、瞬時短路頻率以及瞬時短路時間和等5個特征信息；在28V/240A和

5、32V/300A焊接電參數(shù)下為熔滴過渡周期變異系數(shù)、帶通濾波后的電壓平均幅值和帶通濾波后的電流平均幅值等3個特征信息；在35V/340A焊接電參數(shù)下為低通濾波后的電壓變異系數(shù)、低通濾波后的電流變異系數(shù)、帶通濾波后的電壓平均幅值和帶通濾波后的電流平均幅值等4個特征信息。采用主成分分析法對提取的多元特征信息值進行處理，確定藥芯焊絲工藝性評價指數(shù)，從而對不同焊接電參數(shù)條件下的藥芯焊絲工藝性進行定量化評價，為科學(xué)評價藥芯焊絲工藝性提供了新方法。