超聲輔助焊接電弧等離子體全息干涉研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，降低生產(chǎn)成本并提高產(chǎn)品的性能成了社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。一直以來，TIG焊廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、船舶等領(lǐng)域。然而，實(shí)際應(yīng)用過程中暴露了TIG焊還有很多缺陷和不足，采用超聲TIG焊可以有效的改善TIG焊接過程中的弊端，因而具有廣泛的發(fā)展前景。近年來在超聲對電弧等離子體的作用機(jī)制方面主要停留在理論研究，本文采用馬赫-曾德爾干涉法和二次曝光全息干涉法對電弧等離子體進(jìn)行研究，在無接觸、不影響電弧內(nèi)部狀態(tài)的前提下對電弧等離

2、子體的全場信息進(jìn)行檢測和分析。
　　首先，采用馬赫-曾德爾試驗(yàn)光路對不同焊接參數(shù)下的TIG電弧等離子體進(jìn)行干涉試驗(yàn)，拍攝各參數(shù)下TIG電弧等離子體的干涉條紋。隨著焊接電流的增大，TIG電弧的溫度梯度增大，條紋彎折區(qū)域呈“鐘罩形”；弧長過長時(shí)保護(hù)氣會(huì)喪失對電弧區(qū)域的保護(hù)，鎢極燒損嚴(yán)重；保護(hù)氣流量較小時(shí)不足以抵抗外界空氣對鎢極區(qū)域的入侵，較大時(shí)則會(huì)引起電弧空間氣流的不穩(wěn)定。
　　其次，采用二次曝光法對室溫下超聲對氣體環(huán)境的影響進(jìn)

3、行了系統(tǒng)研究。在二次曝光光路中增置一面毛玻璃，從而獲得干涉條紋并易于再現(xiàn)和采集；利用有限元軟件COMSOL對不同形狀發(fā)射端輻射的聲場的聲壓分布進(jìn)行模擬，對比選取凹球面為最優(yōu)發(fā)射端形狀；通過全息試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果相符；當(dāng)發(fā)射端高度偏離諧振高度后，聲場能量均會(huì)發(fā)生不同程度的衰減；超聲激勵(lì)電流的增大會(huì)伴隨聲場能量的增強(qiáng)，聲場作用范圍也有所增加；通入保護(hù)氣后，氣流量越大，聲場對氬氣流的束縛能量越弱。
　　再次，針對火焰場進(jìn)行