熔滴过渡

摘要： 利用理论建模与试验相结合的方法,系统研究了空心钨极同轴送丝焊接过程中焊丝熔化热量的来源.结果表明,基于磁流体力学的理论模型分析结果和实际情况高度吻合;在高温电弧热辐射及钨极热传导共同作用下,钨极内孔形成的梯度式高温区会对焊丝起到一定的预热作用;环状空心钨极电弧中轴线上近几何中心区域的温度最高,焊接电流400 A时温度高达13 700 K;熔滴与液态熔池接触后电势相等,在最小电压原理作用下,部分高温电弧的阳极作用区会由液态熔池转变至焊丝表面,同时部分焊接电流会从焊丝流过,形成的电阻热也是高效熔丝的主要原因之一;熔滴过渡分析结果表明空心钨极同轴填丝焊接具有较高的工艺稳定性,是一种极具发展前景的焊接新方法.

摘要： 焊条电弧稳定性是影响其工艺性的主要因素,为避免焊条电弧焊因焊工技能差异对电弧稳定性评价造成影响,导致难以对焊条本身工艺稳定性做出真实、客观评价,基于焊条自动焊机器人,通过电弧分析仪对E308L-16焊条焊接电参数进行测试,同时结合高速摄像等同步检测平台,提取与熔滴过渡形态相关的特征信息,进行E308L-16焊条电弧稳定性研究。结果表明,通过控制焊接机器人的反馈控制弧压,E308L-16焊条可以得到短路过渡和渣壁过渡两种不同过渡方式;反馈控制弧压为19 V时熔滴过渡形式以大颗粒短路过渡为主,焊接过程中套筒深度较小,焊接电流较大,大于21 V时以渣壁过渡为主;相比焊接电流,反馈控制弧压是决定熔滴过渡形式的主导因素;试验中采用中长弧操作时,电弧稳定性较好。

摘要： 针对镍铬系高强度奥氏体焊丝脉冲GMAW工艺熔滴爆炸现象,利用高速摄影技术对不同碳、氮含量焊丝的熔滴过渡行为进行了细致观察.结果表明,熔滴在脉冲峰值电流期间容易发生爆炸,熔滴爆炸程度与焊丝中氮含量密切相关,而与碳含量没有对应关系,焊丝中氮含量越高熔滴爆炸越严重.同时发现,熔敷金属中氮的过渡系数随着焊丝中氮含量的增加而降低,氮的损失程度与熔滴爆炸程度一致.计算结果显示,试验焊丝中氮的溶解度随着温度升高而降低.综合分析表明,脉冲峰值电流期间,在电弧剧烈高温作用下熔滴中固溶氮因溶解度的降低而瞬间达到过饱和,进而形成气体快速逸出导致熔滴发生爆炸.该合金系奥氏体焊丝熔滴发生爆炸的临界氮含量为0.22%,为避免熔滴爆炸发生,应限制焊丝中的氮含量在0.22%以下.

摘要： 针对镀锌钢在焊接时对焊接参数难以精确控制,导致焊接接头质量较差,从而对镀锌钢超声-MIG焊接过程中的熔滴过渡机制进行深度研究。实验基于视觉传感器在不同的焊接电参数下,对比了超声-MIG与MIG焊接过程,通过图像处理技术提取熔滴的特征参数。结果表明:在焊接小功率参数下,熔滴过渡方式主要是短路过渡,超声此时会阻碍熔滴过渡,熔滴轮廓面积减少,距离熔池高度增加。当焊接功率增大时,在超声辅助作用下熔滴过渡方式主要是大滴过渡和射流过渡,熔滴的几何尺寸均减少,距离熔池高度减少,向熔池过渡频率增加。最后提出一种焊接过程中的熔滴计数算法,实验验证在1000帧熔滴图像时间内,熔滴过渡周期最高可达37次,保证焊接过程中质量的稳定性,加速了焊接智能化发展。

摘要： 空心钨极同轴填丝焊接焊丝与电弧(丝-弧)交互过程是决定焊接质量的关键.首先利用高速摄像观察分析了空心钨极电弧与实心钨极电弧形态,及其对焊缝成形特征的影响规律,然后构建了熔丝过程受力模型,系统分析了同轴填丝焊接过程中熔滴形成及过渡过程动力学特征.结果表明,空心钨极电弧表面辐照区域大于实心钨极,在大电流工艺条件下焊缝成形稳定;熔滴形成阶段,焊丝末端熔滴处于静力平衡状态,在较大表面张力作用下,无法自发从焊丝末端直接过渡进入熔池;熔滴过渡阶段,部分电流从焊丝流过,产生电磁收缩力,引起焊丝与熔池之间的熔滴摆动.

摘要： 综述了电弧中金属蒸气与GMAW熔滴过渡形态的关系。结果表明,在大电流和相应焊接参数及不同保护气体中焊接时,电弧等离子体中心蒸气的电导率不同,致使电导通路部位各异,最终促成了不同的(射流、射滴和滴状)熔滴过渡形态。金属蒸气降低了电弧等离子体中心的电导率,使电弧中电导通路扩展,作用在熔滴上的主导力方向有利熔滴过渡,完全满足了熔滴喷射过渡形成条件。保护气体类型、电弧温度以及焊丝成分对金属蒸气的影响,主要取决于其对电弧等离子体电导率变化的影响。通过控制金属蒸气的电导率来调节熔滴过渡,实现纯CO;保护气体时的喷射过渡现象,尚需进一步研究其中的关键技术。

摘要： 综述了涉及工程应用的潜弧熔化极气体保护焊(Buried arc gas metal arc welding,BA-GMAW)熔滴过渡形态特征。结果表明,在大电流和相应的焊接参数下,BA-GMAW工艺的熔滴过渡形态有3种,即呈滴状过渡、摆动过渡和旋转过渡。BA-GMAW电弧空腔中电弧形态属于连续、敞开、非活动型;电弧空腔内氛围发生了质的变化,电弧爬升到熔滴上方,满足了喷射过渡形成3要素。焊接工艺参数对BA-GMAW熔滴过渡形态的影响,主要是焊接电流和电弧电压的影响;前者主要改变熔滴上作用力方向和大小,后者涉及潜弧的稳定性。潜弧焊熔滴过渡形态与工艺质量的利好关系,是受稳弧技术控制的熔滴过渡特性改善所决定的。

摘要： 电火花沉积材料的过渡形式、过渡形态、结合过程等对沉积的效率、稳定性及沉积层质量有重要影响。为了探究电火花沉积的熔滴转移过程,建立了电火花沉积两极间熔滴过渡的仿真模型,模拟了电极表面熔融液滴变形及脱落的过渡过程,分析了过渡过程中熔滴的形态变化、压力分布及流动趋势。结果表明:熔融电极材料在重力、表面张力及等离子流力的作用下向基体过渡;表面张力加剧了熔滴颈部收缩,促进了熔滴脱落;下落过程中,熔滴形状向扁平的椭圆形转变。

摘要： 为了明晰光丝距离对激光填丝焊接过程影响规律,采用高速摄像、外观检查、宏观金相等方法,对3种光束模式下不同光丝距离与激光堆焊关系进行了理论分析和实验验证,得到了光丝距离对焊丝熔化、熔滴过渡、熔池波动和焊缝凝固的稳定性影响数据。结果表明,光丝位置由相交(-5mm)向相离(+5mm)变化时,熔滴过渡经历“液滴→液滴+液桥→液桥→液滴+液桥”阶段;相同光丝距离时,单光束激光模式、双光束激光串行模式和双光束并行模式的焊缝熔深依次降低,甚至出现焊缝偏移和无熔深现象;单光束模式和双光束串行模式对焊丝熔化和熔池的影响规律近似,但双光束并行模式下具有特殊性;单光束激光焊接时,随着离焦量的增加,焊缝的熔深由最大值409.8μm迅速减小到282.6μm;双光束激光串行模式时,焊缝的最大熔深仅为328.4μm,随着离焦量降低而减小,但正离焦量为焊缝截面呈现不对称状态;双光束激光并行焊接模式时,焊丝偏向小功率激光束时,焊缝无熔深;随着焊丝向大功率激光束移动,形成仅有226.5μm小熔深焊缝。该研究为铝合金激光增材和焊接提供了参考。

摘要： 双丝焊时,所使用焊接电流较大,有利于形成较大的熔深,实现高熔敷率,提高焊接效率。双丝焊使熔池中熔融金属与母材充分熔合,因此焊缝成形美观。与其他焊接技术相比,共熔池双丝熔化极气体保护电弧焊具有熔敷速度快、焊接效率高、焊接质量好、焊接飞溅少等优点。未来,双丝焊的应用将会越来越广泛,其在核电现场中的应用将助力核电装备焊接效率与质量的提升。

摘要： 针对双丝旁路耦合电弧GMAW主路、旁路熔滴过渡特性,采用静力平衡理论,分析了主路、旁路熔滴表面所受到的作用力.发现双丝旁路耦合电弧GMAW焊接过程中,通过引入旁路电弧会引起主路电弧弧根面积的扩展,从而促进主路熔滴向熔池过渡;在采用纯氩气保护时,由于旁路焊炬为冷阴极并选择了正极性接法即焊丝接负极,旁路电弧会自动爬升到焊丝固态区域的氧化膜上燃烧,导致电磁收缩力在旁路熔滴过渡过程中不起作用,旁路熔滴主要依靠重力克服表面张力向熔池过渡,因此旁路熔滴体积较大并且难以过渡.针对这一问题,提出向保护气体中添加氧元素来改善旁路熔滴过渡特性并进行了焊接试验.当保护气体中的氧元素在旁路熔滴表面形成氧化膜后,旁路电弧会在旁路熔滴表面的氧化膜上稳定燃烧,此时电磁收缩力会作用在焊丝熔化区域并促进熔滴向熔池过渡.试验结果也表明:采用80％氩气+20％二氧化碳作为旁路保护气体时,焊接过程中旁路熔滴体积明显减小并且熔滴过渡频率明显加快,与理论分析一致.

摘要： 采用高速摄像对不同焊接参数下熔滴过渡过程观察与分析结果表明:熔滴过渡模式分为短路附渣过渡、弧桥并存过渡、电弧排斥过渡和颗粒过渡,在低电压大电流实验条件下,弧桥并存过渡为主要的熔滴过渡模式;在高电压大电流实验条件下熔滴以颗粒过渡方式过渡.

摘要： 气体保护三丝间接电弧焊为一种新型的焊接工艺.研究了气体保护三丝间接电弧焊熔滴过渡形态,并分析了受力情况.结果表明,随着焊接电流的增大,边丝熔滴由粗滴过渡转变为喷射过渡,而主丝在试验条件下熔滴保持为射流过渡.边丝的熔滴受到主丝的排斥,向主丝的两侧方向过渡,而主丝熔滴则沿着主丝延长线方向过渡.熔滴过渡中,主要受电磁力的作用,由于电弧向焊丝上爬升的影响,边丝熔滴受到径向排斥的电磁力,因而向主丝侧向过渡.由于边丝的存在,主丝熔滴受到促进过渡的电磁力,因而较小的电流能实现射流过渡,且沿着主丝延长线的方向.

摘要： 通过高速摄影系统和电信号采集系统,观察分析了铝合金在双脉冲GMAW中的电弧形态和熔滴过渡过程.结果表明,在双脉冲模式下,熔滴过渡方式始终按高频脉冲周期保持为一脉一滴.电弧形态和熔滴过渡频率在低频脉冲的"波峰"和"波谷"阶段是不同的,波峰阶段的电弧尺寸大、熔滴过渡频率高,而波谷阶段的电弧尺寸小,易产生串连型电弧,熔滴过渡频率低.焊丝的熔化速率则按低频脉冲周期发生有规律的变化.从整个过程中可以发现,双脉冲焊接过程非常稳定,没有出现飞溅等缺陷.双脉冲下熔滴与电弧的低频振荡,有利于改善熔池的流动性和焊缝表面成形.

摘要： 提出了电弧熔丝脉冲GTAW焊接工艺,在非熔化极与工件之间的GTA电弧加入脉冲电流,不仅具有传热与传质分离和无飞溅等优点外,同时通过脉冲GTAW控制熔池熔深与形状,减小热影响区,减少合金元素的烧损.通过试验研究表明,随着焊丝距离工件高度的减小,熔滴过渡形式从大滴过渡转为无电引流过渡,并且距离越近,熔滴过渡的过渡频率越快.当焊丝距离工件一定高度时,存在一个最优的频率可以实现稳定的脉冲电流和更小的熔滴尺寸.

摘要： 水下湿法焊接技术是一种重要的水下施工工艺,研究水下湿法熔滴过渡过程,有助于深入分析焊接过程本质,制定焊接工艺,进而提高焊接质量.但由于焊接过程中存在的气泡,难以借助传统研究手段研究水下焊接熔滴过渡过程.为克服这一不利影响,利用X射线不易发生反射、折射的特点,搭建实验系统,同步采集水下湿法焊接过程熔滴过渡图像与电信号并进行分析.研究结果表明,水下湿法药芯焊丝常见过渡形式有:排除过渡、固体短路过渡和表面张力过渡,其中排除过渡和固体短路过渡对焊接过程稳定性影响较大,应加以抑制.

摘要： 试验中搭建了双电弧集成冷丝复合焊系统,利用电信号采集系统检测焊接电流和电弧电压,借助高速摄像系统同步拍摄电弧形态及熔滴过渡过程.通过改变不同的预设电压值,观察到三种熔滴过渡类型,并结合相应的焊缝成形进行分析.试验结果表明:两熔化电极为直流模式下的熔滴过渡类型分为三种:短路过渡、短路+大滴过渡和大滴过渡.当电弧电压较低时,熔滴过渡类型为短路过渡;随着电弧电压逐渐增加,弧长也随之拉长,过渡类型会从短路过渡变为短路+大滴的混合型过渡,最终完全变为大滴过渡.其中短路过渡的焊接过程最为稳定,且飞溅最少,焊缝成形较好.大滴过渡次之,而短路+大滴这种混合型过渡的焊接过程稳定性最差,且产生较多的大颗粒飞溅.

摘要： 为了实现铝-钢异种金属的优质、高效连接,提出了脉冲旁路耦合电弧高效熔钎焊方法,分析了工艺参数对耦合电弧稳定性及熔滴过渡过程的影响,并测试了旁路电流对焊接过程热循环曲线的影响.结果表明:脉冲旁路耦合电弧熔钎焊方法可以在熔滴自由过渡条件下,实现铝-钢异种金属的优质连接;同时随着旁路电流的增加,母材热输入随之减小,有利于控制减弱接头力学性能的金属间化合物的生成.

摘要： 干式高压焊接是实现水下金属结构物可靠连接与修复的有效方法,但目前尚未彻底解决高压环境下焊接电弧的稳定和熔滴过渡问题,导致接头质量难以满足海底管道要求.本项目以高压空气环境下的焊接电弧为对象,研制适用于海底管道高气压干式维修的全数字控制弧焊电源,研究焊接电源外特性、动特性和焊接电流波形对电弧形态、温度场和熔滴过渡的影响规律,旨在通过调整焊接电源静特性、动特性和电流波形优化控制来消除或者补偿压力环境、电缆长度对焊接电弧的影响,改变高压空气环境下的电弧形态,进而改变其熔滴过渡方式,从而提高电弧稳定性和改善焊接质量.

摘要： 将铝合金和钢进行焊接后形成复合结构具有许多优异的特性和重要的工程应用前景,但实现其良好连接仍存在许多困难.为此本项目创新性地提出了脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法,有利于精确控制焊接熔滴过渡及母材热输入,实现铝-钢异种金属的优质焊接.

摘要： 本发明涉及一种促进二氧化碳气体保护焊短路过渡熔滴脱落的方法，应用于一种二氧化碳气体保护焊的熔滴形态控制装置，方法包括：利用励磁电源向磁感应线圈进行供电，以使磁感应线圈向熔滴区域产生纵向磁场；利用控制系统检测焊枪的焊接电弧电压信号，当焊接电弧电压信号出现上升沿时，控制励磁电源对磁感应线圈进行供电；当焊接电弧电压信号出现下降沿时，控制励磁电源停止对磁感应线圈进行供电；磁感应线圈在通入励磁电源的电流时产生纵向磁场；纵向磁场在焊枪的焊丝端部的熔滴上施加洛伦兹力，洛伦兹力用于对熔滴进行扭转，以使熔滴脱落。本发明适用于中、大电流CO

摘要： 基于熔滴谐振原理的气体保护焊熔滴过渡控制装置及控制方法，它涉及一种气体保护焊熔滴过渡控制装置及控制方法，具体涉及一种基于熔滴谐振原理的气体保护焊熔滴过渡控制装置及控制方法。本发明针对小电流下气体保护焊熔滴过渡存在较多的问题。本发明所述装置包括第一导丝对轮、第二导丝对轮、第三导丝对轮、凸轮导轮机构、凸轮驱动机构和导电嘴，第一导丝对轮、第二导丝对轮、第三导丝对轮由左至右依次设置，第二导丝对轮安装在所述凸轮导轮机构的上端，所述凸轮导轮机构中的凸轮与所述凸轮驱动机构连接，焊丝由右至左依次穿过三对导丝对轮后与导电嘴连接。本发明属于焊接领域。

摘要： 本发明公开了一种熔化极气体保护焊熔滴过渡过程的模拟装置及方法。模拟装置包括用以模拟熔化极气体保护焊焊丝末端熔化金属的液体注入机构，用以模拟熔滴所受电弧力的气体注入机构，用以拍摄所述金属熔滴过渡过程的背景光高速摄影机构。本发明的熔化极气体保护焊熔滴过渡过程的模拟装置，通过改变液体成分，即可获得不同表面张力系数和粘度的液体，用以模拟不同温度下不同成分的钢液，从而很方便地研究表明张力系数和粘度对熔滴过渡的影响规律，避免购置或生产大量不同成分的金属焊丝，降低了研究的成本，通过使用气体对熔滴进行向上或向下吹气，从而模拟向上或向下的电弧力对熔滴特征状态的影响，操作方便，结构简单。

摘要： 本发明提供一种脉冲电子束控制金属熔滴过渡的增材制造方法，具体是通过采用一把电子枪分时输出基值束流与峰值束流，避免了采用两个电子枪分别输出脉冲束流与连输束流的技术难度，使设备成本大幅降低；并且在基值束流时间段采用较小的基值束流并通过电子束扫描方式加热匀速送进丝材，在峰值束流时间段，采用较大电子束流沿丝材送进方向扫描加热金属丝端部分丝材并使其熔化，在峰值束流时间段后期改变电子束扫描波形，使电子束扫描垂直于丝材送进方向，加速金属熔滴与丝端分离过程，从而可以在熔丝成形工艺过程中减少热输入，降低成形零件内部应力，抑制变形。

摘要： 本发明公开了一种脉冲熔化极氩弧焊熔滴过渡监测装置，包括：弧光传感器，用于监测焊接过程中弧光变化，将光信号转化成电信号传递到控制器；弧光传感器固定装置，用于在焊接过程中将弧光传感器固定在焊枪上；控制器，根据弧光传感器传来的电信号判断此时的熔滴过渡频率，判断此时熔滴过渡频率与脉冲电弧的脉冲周期的吻合情况。本发明还公开了一种脉冲熔化极氩弧焊熔滴过渡控制方法，通过模糊PID控制对焊接电流进行控制，从而使得脉冲熔化极氩弧焊始终保持良好的一脉一滴的熔滴过渡形式，实现熔滴过渡频率的闭环控制，解决了焊接过程中因熔滴过渡频率不当造成的飞溅和指状熔深等缺陷，提高了焊接过程的稳定性，得到焊接质量较为良好的焊缝。

摘要： 基于熔滴谐振原理的气体保护焊熔滴过渡控制装置及控制方法，它涉及一种气体保护焊熔滴过渡控制装置及控制方法，具体涉及一种基于熔滴谐振原理的气体保护焊熔滴过渡控制装置及控制方法。本发明针对小电流下气体保护焊熔滴过渡存在较多的问题。本发明所述装置包括第一导丝对轮、第二导丝对轮、第三导丝对轮、凸轮导轮机构、凸轮驱动机构和导电嘴，第一导丝对轮、第二导丝对轮、第三导丝对轮由左至右依次设置，第二导丝对轮安装在所述凸轮导轮机构的上端，所述凸轮导轮机构中的凸轮与所述凸轮驱动机构连接，焊丝由右至左依次穿过三对导丝对轮后与导电嘴连接。本发明属于焊接领域。

摘要： 本发明提供一种双通道电子束熔丝沉积熔滴过渡状态监测方法及装置，该方法包括：在电子束熔丝沉积过程中，通过第一通道获取由基板/工件吸收电子束流而形成的第一电流信号，以及通过第二通道同步获取由金属丝吸收电子束流而形成的第二电流信号；根据第一电流信号和第二电流信号的波形特征，确定熔丝沉积过程的熔滴过渡状态。该方法充分利用了电子束与物质相互作用后的特性，无需在真空室内引入额外的信号源即可实现在线监测，同时不仅可监测熔滴过渡状态，还可增强监测系统的鲁棒性，且该方法实时性好、采样频率可调，不易受成形过程中金属蒸汽、飞溅及真空环境的影响，也不会干扰成形过程。

摘要： 本发明为一种稳定高氮钢双丝CMT焊接熔滴过渡的方法，具体通过分别调节双丝送丝速度、焊接速度、峰值电流和峰值时间、基值电流和基值时间、短路电流和短路时间、电流上升速率、加速送丝速度，对焊接电流波形进行调整，调控前后丝波形相位差和能量输入。改变了以往一元化的焊接参数调控方式，转为多个参数同时调控，最大程度减小了高氮钢双丝CMT焊接时熔滴飞溅问题，最终实现稳定高氮钢双丝CMT焊接熔滴过渡的目的。

摘要： 本发明公开了一种脉冲熔化极氩弧焊熔滴过渡监测装置，包括：弧光传感器，用于监测焊接过程中弧光变化，将光信号转化成电信号传递到控制器；弧光传感器固定装置，用于在焊接过程中将弧光传感器固定在焊枪上；控制器，根据弧光传感器传来的电信号判断此时的熔滴过渡频率，判断此时熔滴过渡频率与脉冲电弧的脉冲周期的吻合情况。本发明还公开了一种脉冲熔化极氩弧焊熔滴过渡控制方法，通过模糊PID控制对焊接电流进行控制，从而使得脉冲熔化极氩弧焊始终保持良好的一脉一滴的熔滴过渡形式，实现熔滴过渡频率的闭环控制，解决了焊接过程中因熔滴过渡频率不当造成的飞溅和指状熔深等缺陷，提高了焊接过程的稳定性，得到焊接质量较为良好的焊缝。

摘要： 一种熔滴形态主动控制及过渡的装置和方法，属于焊接/增材中热质控制领域。在增材过程中，在焊枪枪头前添加拉丝机构，拉丝机构内含有压丝机构，把丝材轧制成预制糖葫芦形态，并结合电流脉冲配合熔滴过渡，形成熔滴形态和过渡可塑控制的方法。且此方法能适应与多种工作环境，实现熔滴物态、形态、质量和热量的按需调控，提升增材精度和生产效率。