水下电弧锯切割质量影响因子的研究

海洋、船舶、石油等领域有大量结构部件需在水下拆解。现有的水下切割方法存在效率低、结构复杂、工具或电极损耗大等局限,亟需探索新的切割方式。高速电弧放电加工具有加工效率高、电极损耗率低等优势,在难切削材料的加工中取得了良好效果。基于高速电弧放电加工原理,设计水下电弧锯切割实验装置,并对该装置极间流场进行仿真,得到不同主轴转速下极间流体流动情况。在此基础上,设计系列实验开展电流形式、主轴转速和电流值等因素对切割质量影响的研究。实验结果表明,采用高速电弧放电切割可实现工件的高效水下切割。此外,使用脉冲电流切割时的切缝质量优于直流,增大电流会改善出口处切缝宽度;主轴转速过低会影响极间排屑效果,加工中宜采用较高转速。

PLC在水下电弧控制系统中的应用

以西门子S7-200系列PLC控制器为核心,介绍了水下电弧控制系统的工作原理,给出了控制系统的整体方案设计,并给出了主要的程序控制流程。该系统已经成功应用于生产,并且取得满意效果。

水下电弧放电法制备NiCl_2-石墨插层化合物的研究

首次提出采用水下电弧放电法一步合成氯化镍石墨插层化合物(NiCl2-GICs)。合成插层化合物所用的母材为光谱纯石墨棒,插层剂为NiCl2。运用X射线衍射(XRD)分析和表征了6阶NiCl2-GICs的结构。通过X光电子散射(XPS)对NiCl2-GICs的研究发现其结合能发生了变化,表明在NiCl2和石墨中存在着电子的授受行为,并且Cl原子和C原子之间存在一定的键合作用。据此可以推测,NiCl2-GICs中与碳原子层最靠近的插层原子为Cl原子。研究结果表明,对NiCl2-GICs来说,这是一种简单可控的合成方法。

水下电弧放电法制备的洋葱状富勒烯的结构表征

采用水下电弧放电法制备了洋葱状富勒烯(OLFs),通过高分辨透射显微镜(HRTEM)、拉曼散射(Raman)和X射线衍射分析(XRD)等分析方法对产物的形貌、尺寸、微观结构及其物相结构进行表征。结果表明,所制备产物其外观呈准球状或多面体状,最外碳层由闭合的、呈波浪状的石墨片构成,且石墨化程度很高。OLFs的直径分布不均匀,从而造成其拉曼谱峰相对于石墨特征峰发生了频移;TGA考察了OLFs的热稳定性,实验表明OLFs在空气中的热稳定性大于600℃,在氩气中能够维持到1000℃以上。

水下电弧控制系统建模分析

该文对水下电弧控制系统各部分进行了机理分析,推导出了电弧的静态特性、电弧电压、弧长的变化、伺服传动机构等部分的数学模型,绘制出了各分支机构及系统总的信号流程图,并最终建立了整个控制系统的数学模型。该模型的建立为以后控制策略的选择提供了理论依据和设计参考。

PLC在水下电弧控制系统中的应用

本文以实际项目为背景,以西门子S7-200系列PLC控制器为核心,给出了控制系统的整体方案设计,同时介绍了水下电弧控制系统的工作原理,并给出了主要的程序控制流程图。该系统已成功应用于生产,并取得满意效果。

水下电弧切割作业的初次尝试

介绍在我公司DN900浓海水管线上,作业点位于浓海水液面下150mm,以φ108管道短节作为参照物,水下电弧切割排液孔的作业过程,为以后类似的水下切割工作提供了参考。

5052铝合金水下药芯割丝电弧切割工艺

药芯割丝电弧切割是一种高效优质的水下切割方法,目前该方法对铝合金材料切割的研究较少,为此开展了相关工艺研究。利用能模拟不同水深的切割装置,附加霍尔电流、电压传感实现对切割过程的数据采集;设计试验时,考虑水下切割工艺范围较窄,在保持其他工艺参数不变的情况下考察某一参数变化对切割过程的影响;通过观察割口、分析数据等方式研究水深、电流、电压等主要工艺参数。结果表明,5052铝合金切割时主要参数的影响与低碳钢类似。但由于铝热反应使其切割过程更容易进行,过程更剧烈。此外异种金属切割使得割口中的残渣容易去除,其所需的热输入相比碳钢更低。

水下湿法焊条电弧焊接过程稳定性评价

焊接电参数(电弧电压、焊接电流)包含着丰富的焊接过程信息.针对水下湿法焊条电弧焊工艺,在不同焊接工艺条件(不同水深、不同焊条)时在线采集焊接电弧电压瞬时值,然后对其进行统计处理.利用电弧电压标准差σU以及电弧电压瞬时值与电弧电压平均值差值H的频率对比和焊接过程稳定性指数W相结合的方式,对水下湿法焊条电弧焊接过程的稳定性进行直观分析和定量评价.结果表明,利用W可以很好地识别不同焊接过程的稳定性,为水下焊接工艺稳定控制提供了新的方法,具有重要的理论意义.

流体静压力对水下焊接电弧燃烧稳定性的影响

本文针对高流体静压力条件下的水下电弧稳定性问题进行了研究，阐述了电弧不稳定原因的新观点，所形成的观点适用于使用巴顿焊接研究所研制的药芯焊丝进行水下机械焊接方式的工艺性发展问题。

水下焊条电弧焊扩散氢含量及焊缝组织特征分析

对影响水下焊条电弧焊扩散氢含量的主要因素和焊缝组织进行分析研究.结果表明,电弧周围的水对焊缝增氢的贡献并不大,仅仅使扩散氢含量增加0.4%,扩散氢来源的主体是药皮中的结晶水和防水层材料所携带的H元素,分别使扩散氢含量增加12.1%和21.8%,工件表面的铁锈也是焊缝增氢的一个不容忽视的因素,会使扩散氢含量上升达28.2%.焊缝组织为少量的侧板条铁素体和贝氏体,热影响区(HAZ)则含有大量马氏体组织.其焊接接头的最高硬度一般都超过0.4 GPa,硬度峰值出现在熔合线附近,在焊缝热影响区内会形成典型的焊道下裂纹缺陷.

高压水下湿法焊接电弧等离子体介质击穿机制

为研究深水湿法焊接电弧等离子体介质击穿机制,建立了高压水下湿法焊接试验平台,获取40 m水深电弧引弧阶段光谱图,基于PIC-MCC方法建立40 m水深湿法焊接电弧击穿放电三维数值模型并对其进行分析,将光谱诊断电弧等离子体温度、电子数密度和数值模型分析得到的结果进行对比,验证了模型的合理性与正确性.根据电弧光谱得到的电弧等离子体的主成分,从微观粒子角度对高压水下湿法焊接电弧等离子体动态演变过程展开研究,获得等离子体动态分布、粒子数目、电弧等离子体温度及电子数密度变化.结果表明,电子与背景成分水分子发生电离碰撞主要生成H^(+),OH^(+)和O^(+),且OH^(+)数目增长速度最快,H^(+)次之,O^(+)最后,在粒子数目上OH^(+)远远大于H^(+)和O^(+)数目;电子与背景气体碰撞过程中发生了能量转移,运动到极板介质层的电子动能减小,电子与极板介质层电离碰撞反应弱化,直至达到饱和.

水下放电制备内包金属洋葱状富勒烯的研究

以二茂铁和纳米Ni粒子为催化剂，在水下放电争件下，制备了内包金属洋葱状富勒烯（Onion-like Fullerenes：OLFs），利用高分辨透射电镜（HRTEM）和X射线衍射（XRD）对所得产物进行了表征。结果表明：二茂铁和纳米Ni粒子均可催化得到内包金属洋葱状富勒烯，内包Fe洋葱状富勒烯直径分布在5～50nm之间，内包Ni洋葱状富勒烯直径分布在10～35nm之间。

水下湿法焊条自动焊接系统研制

水下湿法焊条电弧焊是一种由专业潜水焊工手工开展的水下焊接工艺,对操作人员技术水平要求较高。为摆脱新型焊接设备、焊接材料研制过程中对潜水焊工的依赖,基于PLC控制器设计了一套水下湿法手工电弧焊自动化试验系统。依据实时电弧电压调节送条速度,力图维持电弧弧长稳定,模拟潜水焊工水下操作手法。基于上述控制策略设计自动焊接系统并开展焊接试验。焊接工艺试验证明,自动试验系统能够实现稳定的焊接过程,焊缝成型美观。该套系统能够替代焊工完成焊接工艺试验,降低开发成本。