焊接引弧过程的研究与进展

对国内外焊接引弧过程的研究现状进行了介绍。基于高时间分辨率的光谱诊断系统,分析了TIG焊接触引弧、MIG焊引弧和激光辅助引弧过程各阶段的物理特征,指出引弧过程存在着主体电离元素的变换现象。先进的光谱分析技术可以对焊接引弧过程中复杂的物理现象进行诊断,获得对其在宏观与微观上的进一步认识。

激光辅助引燃TIG电弧机理分析

采用1 000 W半导体激光器实现了激光辅助引燃TIG电弧,并运用发射光谱分析方法观测了电弧引燃过程中不同时刻的光谱信息,同时运用Stark展宽法得到了电子密度在各瞬态的特征值,为研究激光辅助引弧的物理过程提供了科学的依据.结果表明,在电弧引燃过程中,不同元素贡献电子的程度明显不同,在起弧初期,是由金属元素发生电离贡献电子,随着时间的递增,气体成分贡献电子能力逐渐增强,并由于电极间电场的存在,高温气体很快形成了串级电离而使电弧建立.

引弧过程的物理特征

利用光谱诊断系统对TIG焊接触引弧阶段进行了观测.发现了该过程中存在着贡献电子的主体电离元素的变换现象.在引弧初始阶段,金属元素是电子的主要贡献者,而后则以保护气体元素激发提供电子为主.文中应用Hα谱线的Stark展宽计算了引弧阶段的电子密度,并通过对引弧过程这一可重复弛豫现象的讨论,分析了该过程的统计规律性.文中同时进行了激光辅助引弧和MIG焊引弧的对比试验,观察到引弧过程中亦存在着类似前述的规律.结果表明,焊接引弧的这一物理特征具有认识上的普遍适用性.

复合材料端框高温防松问题研究

在高温情况下,复合材料舱段连接会出现连接松动以及连接可靠性下降问题。以某飞行器复合材料端框高温情况下由于紧固件轴向膨胀量大,从而导致预紧力降低甚至消失问题为研究对象,研究了其预紧力变化的原因,并提出了一种改进连接形式,并分析了改进连接后结构变形情况。经分析可知,改进结构能够解决高温松动问题,而且这种新方式简单、便捷,可设计性好,可靠性高,适合工程应用。

电磁阀用自锁电磁铁吸力与电压关系研究

为了解释自锁电磁铁进行吸力试验时出现的电磁吸力随电压非单调变化的现象,利用ANSYS软件进行仿真计算,并开展理论分析。仿真和分析得到了与试验相同的电磁吸力变化趋势。根据仿真和分析的结果确定:主要因素为导磁材料饱和,导致电磁吸力停止增大;次要因素为磁钢工作点变化,导致电磁吸力出现下降趋势。