基于可視化試驗(yàn)的活性焊接機(jī)理研究.pdf

1、活性焊接可以顯著增大焊縫深寬比，提高焊接效率，但對(duì)其高效機(jī)理的研究還處于爭(zhēng)論階段。本文通過電弧和熔池的可視化對(duì)活性焊高效機(jī)理進(jìn)行研究。
　　本研究建立了合理的試驗(yàn)方案及試驗(yàn)系統(tǒng)，使一道焊縫包含了TIG焊、A-TIG焊、激光輔助A-TIG焊和激光輔助活性焊等四種不同焊接方法的結(jié)果，有利于提高四種焊接方法對(duì)比的準(zhǔn)確性。搭建了CCD攝像系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)CCD攝像機(jī)、數(shù)據(jù)采集卡和光學(xué)鏡片等器件進(jìn)行組合和選用，滿足焊接過程攝像的要求。獲得了特定

2、參數(shù)下的熔池表面流態(tài)視頻、熔池視頻和電弧視頻，為后續(xù)的圖像信息提取乃至機(jī)理分析提供原始數(shù)據(jù)。
　　利用MATLAB的圖像處理模塊對(duì)電弧圖像和熔池圖像進(jìn)行了處理和信息提取，獲得了熔池邊界和電弧多個(gè)區(qū)域邊界等信息。
　　分析了四種焊接熔池的表面流態(tài)，初步得出:TIG焊熔池的表面流場(chǎng)方向?yàn)橹行南蛑苓?，而其它三種活性焊接的熔池表面流場(chǎng)方向?yàn)橹苓呄蛑行?。?duì)四種焊接方法的熔池邊緣進(jìn)行提取和分析，TIG焊熔池由于寬度和長(zhǎng)度方向都明顯比活性

3、焊的更大，使得面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)更大，而激光輔助活性焊熔池面積比A-TIG焊和激光輔助A-TIG焊也更大，熔池面積的差異直接導(dǎo)致的結(jié)果是熔深的差異。對(duì)四種焊接的電弧進(jìn)行了特殊的邊緣提取及分析，得出:A-TIG焊和激光輔助A-TIG焊電弧收縮，能量集中;而TIG焊和激光輔助活性焊電弧相對(duì)較大，能量分散。
　　最終得出結(jié)論，本試驗(yàn)中A-TIG焊的高效機(jī)理是電弧收縮和表面張力改變。激光輔助活性焊的高效機(jī)理只是表面張力改變，而沒有電弧收縮影響。激光