脈沖M IG焊電弧物理特性光譜診斷.pdf

1、脈沖熔化極惰性氣體保護焊(P-MIG)由于其熱輸入可控、熔滴過渡可控、焊接質量好、生產(chǎn)效率高,在碳鋼、不銹鋼、鋁及鋁合金的焊接中得到了廣泛的應用。焊接電弧的穩(wěn)定和性能對焊接質量、焊接效率都有決定性作用。焊接電弧物理參數(shù)如溫度、電子密度對研究焊接電弧機理,提高焊接質量都有至關重要的作用。本文通過高速攝像系統(tǒng)、Lab View電信號采集系統(tǒng)和光譜采集系統(tǒng),以光譜法這一最直接有效的方法對脈沖MIG焊峰值、基值的溫度、電子密度、金屬蒸氣百分比進

2、行了全面診斷。
　　本文首先研究了光譜 S tark展寬的計算方法,將傅里葉變換法這一信號處理方法成功應用于S tark展寬計算。這種方法與傳統(tǒng)方法相比準確性大大提高,而且原理簡單、計算方便。并且利用這種方法計算了TIG焊靜態(tài)電弧的Stark展寬和電子密度。
　　其次,本文結合高速攝影和光譜信號采集結果,研究了脈沖MIG焊峰值和基值金屬譜線和Ar譜線的分布特征。同時探討了脈沖MIG焊電弧的熱力學狀態(tài)。
　　再次,利用B

3、o ltz mann作圖法、S tark展寬法、譜線聯(lián)立法等多種方法對脈沖MIG焊峰值和基值的溫度、電子密度、金屬蒸氣分布進行了全面研究。同時利用Ab el逆變換法重構了等離子體三維發(fā)射系數(shù)和三維譜線線形,獲得了物理特性的三維分布。研究發(fā)現(xiàn)脈沖MIG焊峰值溫度具有離軸最大的分布特征,而電子密度、金屬蒸氣的最大值都處于電弧中心;基值階段的溫度、電子密度、金屬蒸氣百分比都小于峰值,而且都隨著離軸距離的增大而不斷減小。研究還發(fā)現(xiàn)經(jīng)過Ab el