压力环境下MIG焊接电弧温度光谱诊断研究

摘要

在压力环境下进行气体保护焊接时，其焊接特性与常压下会有较大的区别。高压环境下MIG(熔化极气体保护焊)焊接行为研究对于高压干式MIG焊接具有重要的指导意义。本课题在对等离子体电弧光谱诊断法研究的基础上，设计了实验台架及光谱诊断系统。实验采用便携式光谱仪，通过光纤探头采集电弧弧光光谱信息，通过穿舱线缆将光谱数据传送到舱外电脑，实现对电弧光谱信息的采集。论文主要研究工作如下：
　　 对采集到的MIG电弧光谱进行分析，经过大量计算，筛选出三条合适的特征谱线用来对本实验电弧温度进行计算研究，另外选择了两条谱线作为参考特征谱线对电弧温度值进行了计算。
　　 对电弧不同位置处的温度进行计算分析，主要是对电弧轴向位置和径向位置温度进行了研究，得出了电弧温度在电弧空间内的分布规律。
　　 对不同压力环境下电弧温度的变化规律进行了研究，对比常压条件下的电弧温度，表明MIG电弧温度随压力升高的变化趋势。
　　 进行了焊接电流实验，对比常压条件和加压条件下的电弧温度，得出MIG电弧温度在不同焊接电流条件下的变化规律。
　　 实验过程中通过求平均值方法，最大程度减小了焊接不稳定性给光谱法计算电弧温度带来的误差。压力环境和电流对于MIG电弧温度的影响规律对于实际的焊接过程具有指导意义。

目录

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声明

第一章绪论

1.1电弧热物理特性

1.2温度场研究现状

1.3焊接光谱法控制研究现状

1.4电弧温度影响因素

1.5本课题研究内容

第二章焊接电弧等离子体光谱诊断原理

2.1等离子体的辐射类型

2.1.1黑体辐射

2.1.2韧致辐射

2.1.3复合辐射

2.1.4激发辐射

2.2等离子体几种简化模型

2.2.1局部热平衡模型

2.2.2日冕模型

2.2.3碰撞辐射模型

2.3电弧光谱信息的基本理论

2.4焊接电弧光谱测温计算方法

2.4.1谱线绝对强度法

2.4.2谱线标准温度法

2.4.3谱线相对强度法

2.5本章小结

第三章实验系统设计

3.1实验系统设计

3.1.1高压焊接实验舱

3.1.2焊接实验台架

3.1.3光谱仪测温系统

3.1.4 CCD监控系统

3.1.5光谱仪数据采集操作

3.2实验系统操作

3.3本章小结

第四章压力环境下MIG焊接电弧温度的光谱诊断

4.1 MIG焊接电弧特征谱线选取

4.1.1等离子体谱线的选取标准

4.1.2 MIG焊接电弧特征谱线的选取

4.2常压环境下MIG电弧光谱分析

4.2.1电弧轴向位置温度光谱诊断

4.2.2电弧径向位置光谱诊断

4.2.3电弧光谱图像分析

4.3环境压力对MIG电弧温度影响的光谱分析

4.4电流对MIG电弧温度影响的光谱分析

4.4.1 0.0MPa压力下电流对电弧温度影响规律

4.4.2 0.4MPa压力下电流对电弧温度影响规律

4.5本章小结

第五章总结与展望

参考文献

致 谢

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