药芯焊丝GMAW电弧光谱行为研究

【摘要】： 焊接作为一种非常重要的热加工工艺方法,在某些制造行业占据着不可替代地位。“高质量、低成本、自动化”将成为未来焊接技术研究和发展的前沿和热点,药芯焊丝作为第四代焊接材料,生产效率高、焊接质量好、综合焊接成本低等优点。因此,对于药芯焊丝工艺性研究则显得尤为重要。 电弧光谱检测法因其具有信息丰富、灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强等特点是一种有效的检测方法,电弧电信号的变化与电弧中实际物理过程变化直接相关,把光谱信息与电信号融合在一块,定能获得更为全面的测试效果。为此本文以焊接电弧的电压、电流、光谱为信息源,开发了一套可进行信号采集、信号处理、信息提取的基于Labview采集分析系统。本系统实现了电信号与光谱信号的同步采集,在分析时还可将这些信息仪采集时刻前后同时显示。 本文通过对电弧等离子体光谱辐射的机制和分布特点的分析,对CO2气保护试验采集得到的DW-100、K-71TLF、SQA309L、WH-50-6焊丝光谱进行标定,确定了DW-100等焊丝的谱线成分,并将几种焊丝的谱线进行了对比分析。 在试验中,我们利用基于Labview采集分析系统对两组药芯焊丝进行了不同参数下的同步采集试验,对不同参数下采集结果进行了分析,并结合光谱信息及电信号前后时刻状态对药芯焊丝短路过渡,排斥过渡和细颗粒过渡三种典型熔滴过渡进行了分析。通过对同步采集得到的光谱信号和电信号分析,发现短路过渡在电参数与光谱强度图中呈散乱分布的点,并总结了光谱信息与电信号之间的规律,光谱强度的大小由电弧电压、焊接电流共同决定,即随着电弧电压的增大光谱强度增大,随着焊接电流的增大光谱强度减小。本文还对药芯焊丝同一参数下不同谱段范围的光谱强度变化与熔滴过渡状态之间的关系进行了分析,其中熔滴长大过程辐射强度在红外区变化明显,熔滴过渡过程在紫外区变化明显。