旋轉(zhuǎn)電弧TIG焊接參數(shù)對電弧穩(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，又能夠跟蹤焊縫，易于實現(xiàn)焊接自動化，有著越來越廣泛的應(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)定性對于焊接過程和焊接質(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、別在于計算時是否添加離心力。使用商業(yè)CFD軟件FLUENT進行模擬，并利用UDF對FLUENT進行二次開發(fā)以擴展其功能。然后分別模擬出非旋轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)TIG電弧的溫度場、速度場和壓力場，經(jīng)過對比發(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)并沒有明顯的影響，因為TIG電弧的挺度較好，離心力和電磁力相比可忽略不計。然后搭建高速攝像平臺，通過試驗對模擬結(jié)果進行驗證，結(jié)果發(fā)現(xiàn)試驗與模擬吻合度較高。

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