电弧力学在焊接中的应用.pptx

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2024-01-29

电弧力学在焊接中的应用

目录

电弧力学基本原理

焊接过程中电弧力学行为

不同焊接方法中的电弧力学应用

电弧力学在特殊材料焊接中的应用

电弧力学在自动化和智能化焊接中的应用

电弧力学研究展望与挑战

01

电弧力学基本原理

Part

在电极间施加电压，使气体电离形成导电通道，即电弧。

电弧的形成

高温、高亮、高电压、大电流，以及强烈的电磁辐射。

电弧的特性

电磁力

电弧中的电流与自身磁场相互作用产生电磁力，推动电弧运动。

热力

电弧的高温使得周围气体膨胀，产生热力推动电弧运动。

等离子流力

电弧中的带电粒子在电场作用下定向运动，形成等离子流力。

电流大小和电流密度

电极材料和形状

气体介质和压力

磁场和电场分布

影响电弧的温度和电磁力大小。

影响电弧的形成和稳定性，以及电弧力的大小。

影响电弧的稳定性和形状。

影响电弧的运动和形状，以及电弧力的分布。

02

焊接过程中电弧力学行为

Part

在焊接过程中，熔滴从焊丝末端过渡到熔池，其形式包括自由过渡、接触过渡和渣壁过渡等。

熔滴过渡形式

电弧稳定性是焊接过程的关键，受到电流、电压、焊丝伸出长度、气体流量等因素的影响。稳定的电弧有利于获得高质量的焊缝。

电弧稳定性

焊缝成形

焊缝成形是评价焊接质量的重要指标，包括焊缝宽度、余高、熔深等。良好的焊缝成形有利于提高焊接接头的力学性能。

质量控制

通过调整焊接参数、优化焊接工艺、采用先进的焊接设备等手段，实现对焊缝质量的控制。同时，无损检测等技术在质量控制中也发挥着重要作用。

常见的焊接缺陷包括裂纹、气孔、夹渣、未熔合等，这些缺陷会降低焊接接头的力学性能和使用寿命。

焊接缺陷的产生与多种因素有关，如焊接参数设置不当、焊丝或母材质量不合格、气体保护不充分等。

产生原因

焊接缺陷类型

03

不同焊接方法中的电弧力学应用

Part

电弧稳定性

在GMAW中，电弧稳定性对焊接质量至关重要。电弧力学研究有助于优化焊接参数，如电流、电压和送丝速度，以提高电弧稳定性。

熔滴过渡

GMAW中的熔滴过渡直接影响焊缝成形和质量。电弧力学研究可揭示熔滴过渡的机理，进而控制熔滴大小、频率和方向，优化焊接过程。

飞溅控制

飞溅是GMAW中常见的问题，不仅影响焊缝质量，还会降低焊接效率。通过电弧力学研究，可以有效控制飞溅的产生，提高焊接质量。

钨极烧损

钨极烧损是GTAW中的一个重要问题，直接影响焊接过程的稳定性和经济性。通过电弧力学研究，可以优化焊接参数和操作技巧，减少钨极烧损。

电弧形态控制

在GTAW中，电弧形态对焊接质量有很大影响。电弧力学研究可以帮助控制电弧形态，以获得理想的焊缝成形和质量。

气体保护效果

GTAW中，保护气体的选择和流量对焊接质量至关重要。电弧力学研究有助于确定最佳的保护气体类型和流量，以确保良好的气体保护效果。

等离子气体选择

01

在PAW中，等离子气体的选择对焊接质量和效率有很大影响。通过电弧力学研究，可以选择合适的等离子气体类型和流量，以获得最佳的焊接效果。

电弧压缩效应

02

PAW中的电弧具有压缩效应，可以提高能量密度和焊接速度。电弧力学研究有助于揭示电弧压缩效应的机理，并优化相关参数以提高焊接效率和质量。

喷嘴设计

03

喷嘴是PAW中的重要组成部分，直接影响等离子弧的稳定性和能量分布。通过电弧力学研究，可以设计出更合理的喷嘴结构，以提高等离子弧焊的焊接性能和质量。

04

电弧力学在特殊材料焊接中的应用

Part

针对高强度钢的焊接接头，电弧力学可用于优化接头设计，提高接头的承载能力和疲劳寿命。

焊接接头设计

焊接工艺参数优化

焊接残余应力控制

通过电弧力学分析，可以优化焊接电流、电压、焊接速度等工艺参数，以获得高质量的焊缝。

电弧力学可用于预测和控制高强度钢焊接过程中的残余应力，防止焊接变形和开裂。

03

02

01

电弧力学可用于精确控制不锈钢焊接过程中的热输入，避免过热引起的晶粒长大和性能降低。

焊接热输入控制

通过电弧力学分析，可以优化不锈钢焊接的焊缝成形，提高焊缝的美观度和耐腐蚀性。

焊缝成形控制

电弧力学可用于预测和控制不锈钢焊接过程中的变形，保证产品的尺寸精度和稳定性。

焊接变形控制

针对铝合金的焊接接头，电弧力学可用于优化接头设计，提高接头的强度和耐腐蚀性。

焊接接头设计

通过电弧力学分析，可以优化铝合金焊接的电流、电压、焊接速度等工艺参数，以获得高质量的焊缝。

焊接工艺参数优化

电弧力学可用于预测和控制铝合金焊接过程中的气孔生成，提高焊缝的致密性和力学性能。

焊接气孔控制

05

电弧力学在自动化和智能化焊接中的应用

Part

1

2

3

在焊接过程中，使用不同类型的传感器（如电流、电压、位移、速度等传感器）实时监测电弧状态。

传感器类型

传感器将实时监测到的数据传