基于電弧U-I特性評(píng)價(jià)焊條電弧穩(wěn)定性.pdf

1、焊接材料的電弧穩(wěn)定性是一個(gè)綜合的概念并與許多因素有關(guān)，在焊接條件下，焊接材料的電弧穩(wěn)定性、熔滴過(guò)渡形式等，往往與焊接電弧物理特性有關(guān)。在不同的焊接電參數(shù)下，電弧的物理特性時(shí)刻發(fā)生變化，并且反映在焊條的熔滴過(guò)渡模式上。近年來(lái)，焊接設(shè)備、材料、工藝性等技術(shù)的不斷提高，需要對(duì)焊接材料評(píng)價(jià)體系開(kāi)發(fā)一套科學(xué)的方法，同時(shí)引導(dǎo)企業(yè)研發(fā)高質(zhì)量的焊接材料。
　　本論文以低氫型結(jié)構(gòu)鋼焊條為研究對(duì)象，利用漢諾威弧焊分析儀為研究工具，在不同的焊接電參數(shù)條

2、件下，進(jìn)行焊條電弧物理特性的測(cè)試和分析。提取與焊條電弧物理特性相關(guān)的特征信息，即名義電流為140 A、160 A、180 A下熔滴過(guò)渡周期變異系數(shù)、短路頻次、短路周期變異系數(shù)等特征值，確定焊條電弧穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)指數(shù)。利用電壓和電流的波形圖、電弧電壓和焊接電流的概率密度分布圖及短路時(shí)間和短路周期時(shí)間頻次分布圖，分析了焊條的電弧物理特性，利用提取出來(lái)的電弧電參數(shù)特征值評(píng)價(jià)焊條電弧穩(wěn)定性，從另一個(gè)新角度探討手工電弧焊時(shí)材料的電弧穩(wěn)定性與電弧行為

3、、熔滴行為之間的聯(lián)系。
　　研究結(jié)果表明：通過(guò)對(duì)焊接過(guò)程中的電弧電信息的采集，得到焊接過(guò)程中電壓與電流的瞬時(shí)值，利用統(tǒng)計(jì)分析方法，對(duì)采集的實(shí)時(shí)電壓、電流數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到在名義電流140 A、160 A、180A下，電壓變異系數(shù)分別為24.63％、25.83％和25.34％，標(biāo)準(zhǔn)方差分別為5.51 V、5.77 V和5.91 V。電壓的變異系數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)方差，可以說(shuō)明焊接過(guò)程中電弧電壓的離散程度。在繪制的焊接U-I曲線圖中發(fā)現(xiàn)，電壓在

4、0-15 V內(nèi)發(fā)生跳弧現(xiàn)象，對(duì)0-15 V電壓范圍內(nèi)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)的分布統(tǒng)計(jì)，得到低電壓的概率分別為4.53％、4.70％、4.02％，說(shuō)明在不同的焊接條件下會(huì)發(fā)生小概率跳弧現(xiàn)象，引起電弧的波動(dòng)情況明顯。
　　通過(guò)對(duì)采集的電壓信號(hào)進(jìn)行頻譜分析，利用傅里葉變換得到功率譜，不同頻率下的功率譜峰值描述了熔滴短路過(guò)渡時(shí)電壓波動(dòng)情況，并可以反映熔滴過(guò)渡的形式以及過(guò)渡頻率。通過(guò)對(duì)不同焊接電流下的焊條頻譜分析，獲得主峰值的功率譜密度分別為1.