基于電弧U-I特性評價焊條電弧穩(wěn)定性.pdf

1、焊接材料的電弧穩(wěn)定性是一個綜合的概念并與許多因素有關，在焊接條件下，焊接材料的電弧穩(wěn)定性、熔滴過渡形式等，往往與焊接電弧物理特性有關。在不同的焊接電參數(shù)下，電弧的物理特性時刻發(fā)生變化，并且反映在焊條的熔滴過渡模式上。近年來，焊接設備、材料、工藝性等技術的不斷提高，需要對焊接材料評價體系開發(fā)一套科學的方法，同時引導企業(yè)研發(fā)高質(zhì)量的焊接材料。
　　本論文以低氫型結構鋼焊條為研究對象，利用漢諾威弧焊分析儀為研究工具，在不同的焊接電參數(shù)條

2、件下，進行焊條電弧物理特性的測試和分析。提取與焊條電弧物理特性相關的特征信息，即名義電流為140 A、160 A、180 A下熔滴過渡周期變異系數(shù)、短路頻次、短路周期變異系數(shù)等特征值，確定焊條電弧穩(wěn)定性的評價指數(shù)。利用電壓和電流的波形圖、電弧電壓和焊接電流的概率密度分布圖及短路時間和短路周期時間頻次分布圖，分析了焊條的電弧物理特性，利用提取出來的電弧電參數(shù)特征值評價焊條電弧穩(wěn)定性，從另一個新角度探討手工電弧焊時材料的電弧穩(wěn)定性與電弧行為

3、、熔滴行為之間的聯(lián)系。
　　研究結果表明：通過對焊接過程中的電弧電信息的采集，得到焊接過程中電壓與電流的瞬時值，利用統(tǒng)計分析方法，對采集的實時電壓、電流數(shù)據(jù)進行分析，得到在名義電流140 A、160 A、180A下，電壓變異系數(shù)分別為24.63％、25.83％和25.34％，標準方差分別為5.51 V、5.77 V和5.91 V。電壓的變異系數(shù)和標準方差，可以說明焊接過程中電弧電壓的離散程度。在繪制的焊接U-I曲線圖中發(fā)現(xiàn)，電壓在

4、0-15 V內(nèi)發(fā)生跳弧現(xiàn)象，對0-15 V電壓范圍內(nèi)的實時動態(tài)工作點的分布統(tǒng)計，得到低電壓的概率分別為4.53％、4.70％、4.02％，說明在不同的焊接條件下會發(fā)生小概率跳弧現(xiàn)象，引起電弧的波動情況明顯。
　　通過對采集的電壓信號進行頻譜分析，利用傅里葉變換得到功率譜，不同頻率下的功率譜峰值描述了熔滴短路過渡時電壓波動情況，并可以反映熔滴過渡的形式以及過渡頻率。通過對不同焊接電流下的焊條頻譜分析，獲得主峰值的功率譜密度分別為1.