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超薄板脉冲微束等离子弧焊熔池振荡特征

贾琪 何建萍 徐磊 陶旭阳

贾琪, 何建萍, 徐磊, 陶旭阳. 超薄板脉冲微束等离子弧焊熔池振荡特征[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(1): 34-40. doi: 10.12299/jsues.22-0033
引用本文: 贾琪, 何建萍, 徐磊, 陶旭阳. 超薄板脉冲微束等离子弧焊熔池振荡特征[J]. 上海工程技术大学学报, 2023, 37(1): 34-40. doi: 10.12299/jsues.22-0033
JIA Qi, HE Jianping, XU Lei, TAO Xuyang. Oscillation characteristics of molten pool in ultra-thin plate pulsed micro-plasma arc welding[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(1): 34-40. doi: 10.12299/jsues.22-0033
Citation: JIA Qi, HE Jianping, XU Lei, TAO Xuyang. Oscillation characteristics of molten pool in ultra-thin plate pulsed micro-plasma arc welding[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2023, 37(1): 34-40. doi: 10.12299/jsues.22-0033

超薄板脉冲微束等离子弧焊熔池振荡特征

doi: 10.12299/jsues.22-0033
基金项目: 国家自然科学基金项目资助(51775327);上海市科委基础研究重点项目资助(14JC1402700)
详细信息
    作者简介:

    贾琪:贾 琪(1995−),男,在读硕士,研究方向为超薄板脉冲微束等离子弧焊. E-mail:jiaqixyx@163.com

    通讯作者:

    何建萍(1964−),女,教授,博士,研究方向为超薄微束弧焊电弧熔池系统物理信息检测和信息处理. E-mail:janejphe@163.com

  • 中图分类号: TG403

Oscillation characteristics of molten pool in ultra-thin plate pulsed micro-plasma arc welding

  • 摘要: 由于熔池的振荡行为,熔池轮廓的动态变化具有一定的波动性. 基于视觉传感检测方法,研究0.1 mm厚超薄板不锈钢脉冲微束等离子弧焊接的熔池振荡行为,讨论焊接电流的不同脉冲参数对熔池振荡频率和振幅的影响. 结果表明,在基值电流和峰值电流作用期间,熔池的大小是小幅度波动的,这是由熔池振荡引起的;熔池的振荡频率在一定范围内随着脉冲电流的频率增加而增加,而熔池振荡幅度随脉冲电流频率的加大而减小. 熔池的振荡频率可以反映焊缝成形质量的好坏.
  • 图  1  超薄板P−MPAW熔池视觉传感检测系统

    Figure  1.  Vision sensing detection system for P−MPAW molten pool of ultra-thin plate

    图  2  熔池图像处理

    Figure  2.  Molten pool image processing

    图  3  熔池在一个半周期内大小变化

    Figure  3.  Size of molten pool changes in one and a half cycles

    图  4  焊接过程中熔池宽度、长度、面积和宽长比随时间的动态变化

    Figure  4.  Dynamic changes of molten pool width, length, area and width-to-length ratio with time during welding

    图  5  基于熔池宽度波动的熔池振荡幅度与频率受占空比的影响

    Figure  5.  Oscillation amplitude and frequency of molten pool based on fluctuation of molten pool width affected by duty cycle

    图  6  基于熔池长度波动的熔池振荡幅度与频率受占空比的影响

    Figure  6.  Oscillation amplitude and frequency of molten pool based on fluctuation of molten pool length affected by duty cycle

    图  7  基于熔池宽度和熔池长度的熔池振荡幅度与频率受脉冲频率的影响

    Figure  7.  Oscillation amplitude and frequency of molten pool based on width and length of molten pool affected by pulse frequency

    图  8  不同脉冲频率下超薄板P−MPAW的焊缝成形

    Figure  8.  Weld seam formation of ultra-thin plate P−MPAW with different pulse frequencies

    表  1  焊接工艺参数

    Table  1.   Welding process parameters

    焊接速度/
    (mm∙s−1
    焊接电流/
    A
    离子气流量/
    (L∙min−1
    保护气流量/
    (L∙min−1
    焊炬高度/
    mm
    4.21.80.53.52
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    表  2  脉冲参数

    Table  2.   Pulse parameters

    占空比/%基值电流Ib /A峰值电流Ip /A脉冲频率f /Hz
    30
    30
    30
    50
    50
    50
    70
    70
    70
    0.80
    1.20
    1.50
    0.80
    1.20
    1.50
    0.80
    1.20
    1.50
    4.12
    3.20
    2.50
    2.80
    2.40
    2.10
    2.22
    2.06
    1.92
    1
    5
    25
    1
    5
    25
    1
    5
    25
    下载: 导出CSV
  • [1] 赵先锐, 左敦稳, 张强勇, 等. 304不锈钢TIG焊接工艺及数值模拟[J] . 电焊机,2021,51(5):49 − 55. doi: 10.7512/j.issn.1001-2303.2121.05.09
    [2] 张强勇, 赵先锐, 刘桂香, 等. 304不锈钢激光焊接工艺及数值模拟[J] . 电焊机,2021,51(4):1 − 7. doi: 10.7512/j.issn.1001-2303.2021.04.01
    [3] 张嘉顺, 王锋, 吴东明. 手工钨极氩弧焊焊接不锈钢薄板的工艺方法[J] . 科技致富向导,2014(13):290, 346. doi: 10.3969/j.issn.1007-1547.2014.13.296
    [4] HAO K A, LI G, GAO M, et al. Weld formation mechanism of fiber laser oscillating welding of austenitic stainless steel[J] . Journal of Materials Processing Technology,2015,225:77 − 83. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2015.05.021
    [5] 陈凯. 基于焊接参数及电弧声音的薄板CMT搭接质量监测研究[D]. 上海: 上海交通大学, 2019.
    [6] 周学凯. 金属超薄板光纤激光焊接工艺研究[D]. 武汉: 华中科技大学, 2017.
    [7] 蔡雅君. 高氮奥氏体不锈钢薄板焊接成形及组织性能控制研究[D]. 南京: 南京理工大学, 2017.
    [8] 高洪明, 樊重建, 吴林. 基于微束等离子弧的焊缝跟踪[J] . 焊接学报,2004,25(2):80 − 83. doi: 10.3321/j.issn:0253-360X.2004.02.020
    [9] 张建宝. GTAW熔池流动行为及电弧压力分布规律研究[D]. 太原: 太原科技大学, 2016.
    [10] 陶旭阳, 何建萍, 徐磊. 基于LabView脉冲微束等离子弧焊熔池振荡信息提取[J] . 智能计算机与应用,2020,10(3):371 − 374. doi: 10.3969/j.issn.2095-2163.2020.03.081
    [11] XIAO Y H, OUDEN G D. Weld pool oscillation during GTA welding of mild steel[J] . Welding Journal,1993,72(8):428 − 434.
    [12] SHI Y, LI C K, DU L M, et al. Frequency characteristics of weld pool oscillation in pulsed gas tungsten arc welding[J] . Journal of Manufacturing Processes,2016,24:145 − 151. doi: 10.1016/j.jmapro.2016.08.010
    [13] HUANG J K, YANG M H, CHEN J S, et al. The oscillation of stationary weld pool surface in the GTA welding[J] . Journal of Materials Processing Technology,2018,256:57 − 68. doi: 10.1016/j.jmatprotec.2018.01.018
    [14] 张云威. PAW熔池正面形状参数的视觉检测[D]. 济南: 山东大学, 2012.
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-22
  • 网络出版日期:  2023-07-19
  • 刊出日期:  2023-03-31

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