亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        不銹鋼超薄板脈沖微束等離子弧焊熔池尺寸和焊縫成形質(zhì)量

        2022-03-02 05:52:34何建萍潘雪航
        機(jī)械工程材料 2022年2期
        關(guān)鍵詞:基值熔池寬度

        徐 磊,何建萍,潘雪航

        (上海工程技術(shù)大學(xué)材料工程學(xué)院,上海 201620)

        0 引 言

        在工業(yè)生產(chǎn)中,超薄板廣泛應(yīng)用于航空航天、軌道交通等領(lǐng)域,其焊接方法主要包括激光焊、電子束焊接、微束等離子弧焊等[1-3]。微束等離子弧焊由于具有電弧尺寸小、能量密度高、挺直度好、拘束度高等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于超薄板材和線材的焊接[4-7]。

        超薄板焊接具有單面焊雙面成形的特點(diǎn),由于超薄板太薄,因此對于焊接熱輸入特別敏感,在焊接過程中經(jīng)常出現(xiàn)燒穿、變形等缺陷,嚴(yán)重影響了焊接接頭的質(zhì)量[8]。由于焊縫的形貌和尺寸與熔池的形狀和幾何尺寸有直接關(guān)系[9-10],因此為了獲得成形質(zhì)量良好的焊縫,研究熔池的形貌特征變得尤為重要。HAN等[11]研究發(fā)現(xiàn),金屬鋯片激光焊接頭的變形程度與熔池的形狀有關(guān)。LEI等[12]利用熔池視覺傳感檢測的方法研究了不同工藝參數(shù)對激光焊熔池形貌特征和振蕩周期的影響,提出了工藝參數(shù)與熔池幾何參數(shù)之間的非線性回歸方程。邊培瑩等[13]研究發(fā)現(xiàn),采用合適的工藝參數(shù)可以獲得適當(dāng)?shù)?16L不銹鋼選區(qū)激光熔化熔池尺寸,進(jìn)而得到高質(zhì)量的工件。LI等[14]建立了鈦合金激光焊接的三維數(shù)值模型,研究了不同板厚和不同工藝參數(shù)對熔池溫度場及熔池形貌的影響,發(fā)現(xiàn)較薄工件的厚度決定了焊接工藝參數(shù)的選擇,不同的工藝參數(shù)對熔池的形貌影響較大,合適的工藝參數(shù)下更容易獲得成形質(zhì)量良好的焊縫。但是目前對于超薄板焊接熔池形貌特征的研究極少。因此,作者利用基于背光光源的熔池視覺傳感檢測系統(tǒng),采集焊接過程中熔池的圖像信息,并利用MATLAB圖像處理軟件提取熔池的幾何尺寸,研究了不同工藝參數(shù)對0.1 mm厚奧氏體不銹鋼超薄板脈沖微束等離子弧焊熔池表面形貌特征的影響,為提高超薄板焊縫質(zhì)量提供理論依據(jù)。

        1 試樣制備與試驗方法

        試驗材料為0.1 mm厚304奧氏體不銹鋼板,中國牌號為0Cr18Ni9,供貨態(tài)為固溶態(tài)。焊接前用酒精擦拭不銹鋼表面以去除油污,然后用對接的方法進(jìn)行焊接試驗。用圖1所示的基于背光光源的熔池視覺傳感檢測系統(tǒng)對脈沖微束等離子弧焊熔池尺寸進(jìn)行研究,背光光源采用波長為400~500 nm的LED強(qiáng)光;遠(yuǎn)心鏡頭可以在一定的物距范圍內(nèi),使得到的圖像放大倍率不發(fā)生變化;窄帶濾光片僅允許波長為400~500 nm的光通過;CCD相機(jī)使用千眼狼相機(jī)采集焊接過程中熔池輪廓的變化。焊接方法為脈沖微束等離子弧焊,其焊接工藝參數(shù):焊接速度4.1 mm·s-1,焊炬高度2 mm,平均電流1.8 A,采用氬氣作為保護(hù)氣和等離子氣體,其流量分別為3.5,0.5 L·min-1,其他焊接工藝參數(shù)如表1所示,表中基脈比表示基值電流與峰值電流之比。

        圖1 基于背光光源的熔池視覺傳感檢測系統(tǒng)Fig.1 Visual sensing inspection system for molten pool based onbacklight light source

        表1 焊接工藝參數(shù)

        在不同工藝參數(shù)下的焊接過程中取5個周期的圖像,然后在每個周期內(nèi)每隔50 ms取一張熔池圖像,通過MATLAB圖像處理軟件計算熔池的寬度和面積,取5組數(shù)據(jù)的平均值。

        2 試驗結(jié)果與討論

        2.1 熔池尺寸

        由圖2可知:在峰值電流作用期間(100~500 ms),試樣逐漸熔化,熔池的面積、長度和寬度都逐漸增加;在基值電流作用期間(510~1 000 ms),熔池內(nèi)的液態(tài)金屬逐漸凝固,熔池的面積、長度和寬度都逐漸減小。這是由于峰值電流作用期間焊接電流大、熱輸入高,因此隨著焊接過程的進(jìn)行熔池逐漸長大;而基值電流作用期間焊接電流小、熱輸入低,因此隨著焊接過程的進(jìn)行熔池逐漸縮小。

        圖2 脈沖電流作用期間不同時刻的熔池圖像(f=1 Hz,占空比50%,Ib=1.2 A,Ip=2.4 A)Fig.2 Molten pool images at different moments during pulse current action (f=1 Hz, duty cycle of 50%, Ib=1.2 A, Ip=2.4 A)

        2.2 工藝參數(shù)對熔池尺寸的影響

        由圖3可知:在相同頻率和占空比下,熔池的最大寬度和最大面積隨著基脈比的增加逐漸減?。辉诜逯惦娏髯饔闷陂g,熔池的寬度和面積均逐漸增大,在基值電流作用期間逐漸減??;基脈比小表示峰值電流大、基值電流小,在峰值電流作用期間隨著基脈比的增大,峰值電流減小,焊接熱輸入減小,因此熔池的寬度和面積均減??;在基值電流作用期間的熔池寬度和面積隨著基脈比的增加而增加。500~550 ms屬于基值電流作用期間,此時基脈比小的熔池寬度和面積仍然大于基脈比大的熔池寬度和面積,這是由于焊接電流由峰值轉(zhuǎn)換成基值的瞬間,焊接熔池存在熱慣性[15]。當(dāng)基脈比為0.29時,熔池的寬度在基值電流作用期間迅速減小,并在650 ms時減小至0。當(dāng)基脈比分別為0.50和0.71時,熔池的寬度在基值電流作用期間逐漸減小,但并未減小至0,而是分別于750 ms和700 ms時趨于穩(wěn)定。這是由于基脈比為0.29時的基值電流太小,此時的熱輸入并不足以使試樣熔化,而基脈比分別為0.50和0.71時,基值電流作用期間的熱輸入使試樣熔化,并且在700 ms附近時散熱速率與焊接熱輸入的加熱速率達(dá)到平衡,因此熔池寬度趨于穩(wěn)定。

        圖3 不同基脈比下焊接過程中熔池寬度和面積的變化曲線(f=1 Hz,占空比50%)Fig.3 Curves of width (a) and area (b) of molten pool during welding process at different base pulse ratio (f=1 Hz, duty cycle of 50%)

        由圖4可知:在相同頻率和基值電流下,基脈比相差較小,此時熔池的最大寬度和最大面積主要隨著占空比的增加逐漸減?。辉诜逯惦娏髯饔闷陂g,不同時刻所對應(yīng)的熔池寬度和面積隨著占空比的增加逐漸減小,這是由于此時峰值電流對焊接熱輸入的影響大于峰值電流作用時間所造成的影響。在基值電流作用期間,占空比為50%的熔池寬度和面積在800 ms達(dá)到穩(wěn)定,而占空比為30%和70%時的熔池寬度和面積分別于600 ms和850 ms減小至0。這是由于占空比為30%和70%時,基值電流作用期間的焊接熱輸入不足以使試樣熔化;占空比為50%時基值電流作用期間的焊接熱輸入使試樣熔化,并且在750 ms附近的散熱速率與焊接熱輸入的加熱速率達(dá)到平衡,導(dǎo)致熔池的寬度和面積達(dá)到穩(wěn)定。

        圖4 不同占空比下焊接過程中熔池寬度和面積的變化曲線(f=1 Hz,Ib=1.2 A)Fig.4 Curves of width (a) and area (b) of molten pool during welding process with different duty cycle (f=1 Hz, Ib=1.2 A)

        由圖5可知,在其他條件相同時,隨著焊接過程的進(jìn)行,不同脈沖頻率下熔池的寬度和面積先增加后趨于穩(wěn)定,同時脈沖頻率越高,熔池的寬度和面積越先達(dá)到穩(wěn)定,且達(dá)到穩(wěn)定時的熔池寬度和面積越小。隨著脈沖頻率的增加,基值電流和峰值電流的作用時間均縮短,熔池在峰值電流作用期間來不及長大而又處于基值電流作用期間,因此脈沖頻率越高,熔池的寬度和面積越小,也越容易達(dá)到穩(wěn)態(tài)。由于脈沖頻率增加后會導(dǎo)致電弧收縮,使得電弧與試樣表面的接觸面積減小,從而造成熔池的寬度和面積減小[16]。脈沖頻率越低,熔池寬度和面積在達(dá)到穩(wěn)定后的波動幅度越大,這是由于脈沖頻率越低,基值電流和峰值電流的作用時間越長,熔池有足夠的時間長大或縮小導(dǎo)致的。

        圖5 不同脈沖頻率下焊接過程中熔池寬度和面積的變化曲線(占空比50%,Ib=1.2 A,Ip=2.4 A)Fig.5 Curves of width (a) and area (b) of molten pool during welding process at different pulse frequency(duty cycle of 50%, Ib=1.2 A, Ip=2.4 A)

        2.3 焊縫形貌

        由圖6(a)可知:在脈沖頻率為1 Hz、占空比為50%條件下,焊縫的最大寬度隨著基脈比的增加而逐漸減?。换}比為0.29時,試樣在基值電流作用期間并沒有熔化,因此此時的焊縫是間斷的;其他基脈比時的焊縫是連續(xù)的,同時峰值電流作用期間的焊縫寬度大于基值電流作用期間的焊縫寬度,此時的焊縫稱為連續(xù)不等寬焊縫。以上這些特征都與圖3的結(jié)果一致。由圖6(b)可知,在脈沖頻率為1 Hz、基值電流為1.2 A條件下,焊縫的最大寬度隨著占空比的增加而逐漸減小,只有占空比為50%時的焊縫是全部熔透,這也與圖4的結(jié)果一致。由圖6(c)可知,在占空比為50%、基值電流為1.2 A、峰值電流為2.4 A條件下,焊縫的最大寬度隨著脈沖頻率的增加而逐漸減小,基值電流和峰值電流作用期間的焊縫寬度相等,屬于連續(xù)等寬的焊縫,焊縫成形質(zhì)量好,這與圖5的結(jié)果一致。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn),占空比為50%、基值電流為1.2 A、峰值電流為2.4 A、基脈比為0.50,脈沖頻率為25,100,500 Hz時所獲得的焊縫成形質(zhì)量最好。

        圖6 不同工藝參數(shù)下的焊縫宏觀形貌Fig.6 Weld macromorphology under different process parameters: (a) weld at different base pulse ratio(f=1 Hz,duty cycle of 50%);(b) weld at different duty cycle (f=1 Hz, Ib=1.2 A) and (c) weld at different pulse frequency (Ib=1.2 A,Ip=2.4 A,duty cycle of 50%)

        3 結(jié) 論

        (1) 基于背光光源的熔池視覺傳感檢測系統(tǒng)可以采集到清晰的304不銹鋼超薄板脈沖微束等離子弧焊熔池圖像,在試驗條件下熔池的寬度小于2.5 mm,面積小于3.5 mm2。

        (2) 在峰值電流作用期間,熔池的面積和寬度逐漸增大;在基值電流作用期間其面積和寬度逐漸減小。焊接過程中,當(dāng)平均電流為1.8 A時,304不銹鋼超薄板脈沖微束等離子弧焊熔池的最大寬度和最大面積隨著基脈比、占空比、脈沖頻率的增加均逐漸減小。

        (3) 熔池尺寸與焊縫成形質(zhì)量緊密相關(guān),在試驗工藝參數(shù)下存在3種不同類型的焊縫,分別為間斷焊縫、連續(xù)不等寬焊縫、連續(xù)等寬焊縫;占空比為50%、基值電流為1.2 A、峰值電流為2.4 A、基脈比為0.50,脈沖頻率為25,100,500 Hz時所獲得的焊縫成形質(zhì)量最好,為連續(xù)等寬焊縫。

        猜你喜歡
        基值熔池寬度
        Tandem雙絲氣保焊相位控制方法研究
        電焊機(jī)(2021年6期)2021-09-10 07:22:44
        馬屁股的寬度
        電弧焊熔池表征與熔透狀態(tài)映射研究
        焊接(2016年10期)2016-02-27 13:05:32
        控制性詳細(xì)規(guī)劃中居住用地商業(yè)性開發(fā)項目容積率賦值方式探析
        飛機(jī)材料設(shè)計許用值統(tǒng)計分析方法及實際應(yīng)用
        電機(jī)標(biāo)幺值系統(tǒng)研究
        一種基于頻域變換的熔池運(yùn)動模糊圖像恢復(fù)算法
        焊接(2015年11期)2015-07-18 11:12:46
        MIG焊接熔池形成與凝固過程數(shù)值模擬
        焊接(2015年9期)2015-07-18 11:03:51
        紅細(xì)胞分布寬度與血栓的關(guān)系
        孩子成長中,對寬度的追求更重要
        人生十六七(2015年5期)2015-02-28 13:08:24
        一区二区三区在线视频免费观看| 国产麻豆md传媒视频| 国产日产高清欧美一区| 娇妻粗大高潮白浆| 亚洲精品中文字幕乱码| 天堂中文а√在线| 高潮毛片无遮挡高清免费| 九九久久99综合一区二区| 亚洲精品国产精品国自产观看| 人人爽亚洲aⅴ人人爽av人人片| 精品熟女视频一区二区三区国产 | 一区二区三区四区在线观看视频| 亚洲熟女一区二区三区250p| 亚洲熟妇无码一区二区三区导航| 屁屁影院一区二区三区| 亚洲免费成年女性毛视频| 日韩精品在线视频一二三| 久久亚洲私人国产精品va| 亚洲片一区二区三区| 日本小视频一区二区三区| 色综合天天综合欧美综合 | 极品少妇在线观看视频 | 亚洲a∨无码一区二区三区| 成人国产精品999视频| 一区二区三区不卡在线| 国产超碰在线91观看| 国产精品福利一区二区| 国农村精品国产自线拍| 中文字幕一区二区三区在线视频| 国产色婷婷久久又粗又爽| 24小时日本在线视频资源| 熟妇人妻AV中文字幕老熟妇| 97国产精品麻豆性色| 精品人妻码一区二区三区剧情| 老师翘臀高潮流白浆| 天天中文字幕av天天爽| av在线播放免费网站| 极品av麻豆国产在线观看| 国产v综合v亚洲欧美大天堂| 亚洲综合久久精品少妇av| 国产成人喷潮在线观看|