铝合金变极性穿孔型等离子弧焊接工艺是一种高质量的焊接工艺。本课题在自行研制新型变极性等离子弧焊接系统的基础上,全面展开了铝合金变极性等离子弧焊接工艺、变极性等离子电弧及熔池力学特性的研究。 以P89V51单片机为控制核心,研发了变极性等离子弧电源系统,主电源及引弧电源采用电流型控制系统,逆变频率70KHz,提高了电源的动态响应特性。所研制的变极性等离子弧焊接系统采用可编程逻辑控制器(PLC)为控制核心,实现了冷却水箱、等离子电源、焊接操作机及变位机的协同控制。利用所研制的变极性焊接系统进行铝合金变极性等离子弧熔覆和穿孔焊接,探讨了正、反极性电流、频率等因素对焊接工艺的影响。 采用U型压力计进行了变极性等离子电弧力学特性的研究,结果表明等离子电弧力在工件表面径向分布规律为在轴心处接近于高斯正态分布,而在远离轴心处更接近于双面指数分布,这一点明显不同于TIG焊接电弧的力学特性。 通过有限元分析,建立了变极性等离子电弧和穿孔熔池的模型,并对模拟数据进行了分析,探讨了误差产生的原因。
英文主题词variable polarity plasma arc;aluminium alloy; keyhole welding pool; mechanical characteristic