氬氦混合氣體保護(hù)焊接電弧光譜診斷.pdf

1、氦氣保護(hù)焊接電弧具有熱量高、效率高和焊縫成形好的特點(diǎn)，適用于進(jìn)行高熱導(dǎo)金屬，如鋁、銅及其合金的焊接。本文采用光譜分析的方法對(duì)氬氦混合氣體保護(hù)電弧進(jìn)行了診斷，研究保護(hù)氣成分對(duì)電弧特性的影響。 本文以水冷銅板為陽(yáng)極，氬氦混合氣體保護(hù)鎢極惰性氣體保護(hù)焊定點(diǎn)電弧為研究對(duì)象建立了光譜檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。利用先進(jìn)的光譜儀、透鏡和精密平移機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電弧光譜輻射空間二維定點(diǎn)采集，可在300nm～1000nm范圍內(nèi)采集焊接電弧光譜輻射空間分布。該系統(tǒng)具有

2、定位精度高，分辨率高，一次采集范圍廣的特點(diǎn)。采用線性化方法計(jì)算了離散Abel變換矩陣，將水平方向輻射強(qiáng)度信息恢復(fù)為徑向發(fā)射系數(shù)信息，反映等離子內(nèi)部真實(shí)情況。 研究了焊接電弧光譜分布的頻域特性，電弧光譜由連續(xù)譜和疊加在上面的離散特征線光譜組成，其中特征線光譜反映了等離子內(nèi)部元素的特征信息。利用電弧整體光譜輻射，研究了不同焊接參數(shù)對(duì)電弧輻射的影響。利用Saha方程計(jì)算了不同保護(hù)氣成分下等離子中各種粒子密度隨著溫度變化情況。在氬氦混合

3、等離子體中，氬電離度遠(yuǎn)高于氦的電離度，隨著等離子體中氦成份的增加，氬和氦各自的電離度升高，但由于電離度低的氦成分所占的比重增加，總電離度降低。 計(jì)算了氬原子譜線發(fā)射系數(shù)隨溫度變化，利用標(biāo)準(zhǔn)溫度法測(cè)量了氬弧溫度場(chǎng)分布。電弧溫度場(chǎng)最高溫度位于鎢極下方，結(jié)果與其他人測(cè)量和計(jì)算的結(jié)果相比較，具有良好的一致性，證明本項(xiàng)工作的可靠性。 比較基于局部熱力平衡條件的發(fā)射譜強(qiáng)度法和非局部熱力平衡條件下的譜線展寬法測(cè)量的混合電弧等離子體電子密