基于標(biāo)準(zhǔn)溫度法氬氮混合氣體TIG焊動態(tài)電弧物理特性的光譜診斷研究.pdf

1、論文提出了窄帶濾光片雙CCD攝影系統(tǒng)采集電弧光譜圖像的新方法,解決了光譜儀需逐點掃描采集光譜信息的缺點,實現(xiàn)了基于標(biāo)準(zhǔn)溫度法的單組份(Ar)脈沖TIG焊電弧、雙組分(Ar+N2)脈沖TIG焊動態(tài)電弧溫度場和濃度場的光譜診斷測量計算。
　　首先,基于窄帶濾光片單高速CMOS攝影系統(tǒng)采集電弧光譜圖像的方法,利用標(biāo)準(zhǔn)溫度法對脈沖TIG焊動態(tài)電弧溫度場進行了光譜診斷,研究發(fā)現(xiàn):脈沖TIG焊電流發(fā)生躍變,電弧強度和溫度也隨之發(fā)生躍變;脈沖T

2、IG焊電流躍變時,距離鎢極越遠,躍變的強度變化越大,躍變的溫度變化越小。
　　其次,論文理論分析了標(biāo)準(zhǔn)溫度法計算雙組分電弧等離子體的溫度和濃度即多組分標(biāo)準(zhǔn)溫度法,采用窄帶濾光片雙CCD攝影系統(tǒng)采集電弧光譜圖像的新方法,研究了直流TIG焊氬氮電弧(保護氣體為80％Ar+20%N2)的溫度以及濃度分布,研究表明:在氬氮電弧中,對于電弧一個截面的徑向濃度分布,由電弧中央到外圍,電弧中的氬的濃度是逐漸上升的,并且電弧中央的氬濃度低于混合初

3、始濃度,電弧外圍的氬濃度高于混合初始濃度,即存在氮在焊接過程中向電弧中央聚集的趨勢,存在混合氣體的分層現(xiàn)象。
　　再次,基于窄帶濾光片雙CCD攝影系統(tǒng)采集電弧光譜圖像的新方法和多組分標(biāo)準(zhǔn)溫度法,獲得了1HZ頻率80%Ar+20%N2的脈沖TIG焊動態(tài)電弧軸線上距離鎢極1mm,2mm,3mm,4mm處溫度和濃度隨時間變化的規(guī)律,結(jié)果表明:在電流躍變時,電弧軸向上所測量到的四個點的溫度以及氬濃度也存在躍變,離鎢極越遠,氬的濃度躍變越大