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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
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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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