空心阴极真空电弧焊接的引弧机理

空心阴极真空电弧焊接 (HollowCathodeVacuumArcWelding ,HCVAW)技术是一项新型、独特的技术 ,在航空、航天等工业部门有着巨大的应用潜力。本文介绍了空心阴极真空电弧焊接技术的特点及其放电机理 ,讨论了低气压下空心阴极电弧放电与常规电弧放电的不同特点。根据电离气体中性化条件 ,初步探讨了在低气压下空心阴极电弧放电的引弧过程 。

真空空心阴极电弧焊接设备和工艺研究

介绍了真空空心阴极电弧焊接设备研制和焊接工艺研究情况。这是为解决钛合金容器焊接存在的飞溅问题而发明的一种先进的焊接工艺方法 ,在真空条件下 ,采用管状空心阴极 ,通入少量氩气 ,从而引燃电弧进行焊接。空心阴极焊接设备由空心阴极焊枪、真空系统、焊接电源、气体流量控制单元、总控制箱组成。文中详述了空心阴极焊枪设计、引弧试验情况及钛合金焊接工艺试验 ,结果表明焊接接头拉伸强度达到标准的要求 ,特别是与电子束焊相比 。

空心阴极真空电弧焊接工艺及熔化特性分析

设计加工了空心阴极真空电弧焊枪,以Q235钢为例,试验研究了工艺参数对空心阴极真空电弧焊接熔化深度的影响规律,分析了熔化特性.结果表明,与TIG焊接接头相比,空心阴极真空电弧焊缝熔化深度显著增加,热影响区窄;空心阴极真空电弧在低气体流量、大电流时具有收缩型电弧形态;低气体流量时空心阴极真空电弧电压较高;随着气体流量的降低及焊接电流的增加,空心阴极真空电弧的焊缝熔化深度、宽度及深宽比增加,焊缝表现为深熔化特征的中心熔化型焊缝形貌;一定气体流量下,阴极与阳极之间的放电距离对空心阴极真空电弧焊缝熔化深度的影响不显著.

空心阴极真空电弧基本特性的研究

研究了空心阴极真空电弧焊接（ＨＣＶＡＷ）的一些基本现象和特性。研究表明，ＨＣＶＡＷ电弧有两种基本电弧形态：发散型和积聚型；采用铜阳极时，ＨＣＶＡＷ电弧光谱主要是受激氩原子谱线和一次氩离子谱线组成。并讨论了氩气流量、弧长和空心阴极内径对电弧伏安特性的影响。

空心阴极真空电弧弧光光谱的研究

在水冷铜阳极的条件下，给出了空心阴极真空焊接电弧弧光光谱的频域及空间分布的测试结果，分析了不同电流情况下电弧的光谱特征，为空心阴极真空焊接电弧研究提出了方向。

工艺参数对空心阴极真空电弧电子温度影响

为了研究空心阴极真空电弧等离子体特性,通过光谱仪获得了空心阴极真空电弧的发射光谱分布,同时利用相对强度法计算了电子激发温度.结果表明,空心阴极真空电弧等离子体主要由氩离子、氩原子构成;随着放电气压的降低和焊接电流的增加,空心阴极真空电弧的离子浓度逐渐增加;在一定气体流量下,空心阴极真空电弧的电子激发温度随着焊接电流的增加而升高;在低气体流量、大焊接电流时,电子激发温度较高;随着放电气压的升高,空心阴极真空电弧的电子激发温度逐渐降低.当焊接电流较大和气体流量较低时,空心阴极真空电弧的轴线附近的氩离子谱线强度较高,并且其径向分布梯度较大.

空心阴极穿透电弧焊接工艺探索研究

空心阴极焊接技术是一种先进的焊接工艺方法,就钛合金气瓶焊接而言,通常是在真空条件的熔透焊接,焊缝较宽呈浅平型。前苏联机械工艺科研生产联合体工艺院焊接钛合金气瓶采用的就是这样的焊接工艺。这对于流动性好、热导率低的钛合金来说,焊接线能量和热积累的波动对焊缝成形有一定的影响。也就是说,这种焊接工艺熔度还不够大。而空心阴极穿透电弧焊接工艺的研究就是为此目的而进行的。

大电流空心阴极真空电弧的光谱特征

在水冷铜阳极的条件下 ,给出了空心阴极真空焊接电弧弧光光谱的频域及空间分布的测试结果 ,分析了大电流下电弧的光谱特征。结果表明 ,空心阴极真空焊接电弧的光谱分布特征为连续辐射背景上的线光谱结构 ,线光谱特征的存在 ,使得对电弧成分的选择性研究成为可能。大电流真空电弧光谱中在蓝色谱段出现了大量的一次氩离子谱线 ,因而电弧颜色为蓝色。真空电弧光谱的空间分布特征表明 ,利用电弧相应的线光谱可以了解电弧内部成分组成以及电弧等离子体内部的输运过程。本文初次建立了对空心阴极真空焊接电弧弧光光谱的认识 ,为低气压焊接电弧的研究指出了方向。

真空电弧焊接与钎焊技术

主要研究真空条件下的自持放电电弧（空心阴极真空电弧）作为新型热源用于熔化焊及钎焊的工艺适应性。研究结果表明，该热源用于熔焊时，电弧挺度大，穿透能力强，焊缝正反面成形好，接头强度及塑性指标均优于常规焊接方法。而将其作为局部加热热源用于真空钎焊时，又具有电弧柔性大、升温速度快、参数可控性好、焊缝成形好等优点。同时由于接头在高温停留时间短，焊缝组织中不易产生有害的金属间化合物及晶粒长大现象。空心阴极真空电弧是一种很有发展前途的新型焊接热源。

空心阴极真空环境焊接研究进展

空心阴极真空弧方法能够在低气压条件下形成电弧放电,作为一种真空焊接或太空焊接的工艺方法已经引起了国内外的研究。文中综述了空心阴极真空弧焊技术的研究进展,从真空弧的热物理性能、焊接工艺等方面归纳分析了空心阴极真空弧焊过程产生机理的研究现状,介绍了空心阴极真空弧焊的基本特征以及焊接工艺性能,对于进一步揭示空心阴极真空弧焊接机理及控制焊接质量具有重要意义。

TC4合金空心阴极真空焊接熔池动态行为的数值模拟

建立了空心阴极真空电弧焊 (HollowCathodeVacuumArcWelding ,HCVAW )焊接TC4钛合金板(5mm厚 )熔池中流体流动和传热过程动态行为的物理、数学模型 ,并对焊接过程进行了数值模拟计算和工艺试验 .通过计算 ,找出了焊接速度和焊接电流等工艺参数对焊缝成型的影响规律 ,并计算出焊接过程中工件上的温度场分布和熔池中的流场分布 。

空心阳极等离子体阴极提取电子束的实验分析

低气压下真空电弧放电产生高电子密度的等离子体,从等离子体中能提取电子束。为了研究一种新型空心阳极-等离子体阴极结构的放电机理,在相同电压和阴阳极间隙下,对新型结构与两平板电极结构进行电弧放电实验,通过测量阴极电压、放电回路电流以及收集极电流来比较两者的特点。结果表明:前者的阴极电位波形在放电开始之后明显低于两平板电极的阴极电位波形,存在明显的电位下垂现象;同时收集极电流在放电回路电流不大时呈现出只有负半波情况。从真空电弧放电机理具体分析解释了收集极电流呈半波的原因,同时采用等效电路模型和等效电位函数对阴极电位下垂做了详细的分析,认为是阳极附近聚集大量电子,因此有未被补偿的负空间电荷,形成电位梯度较大的阻极电位降,电弧等离子体近似为电中性,导致阴极电位下降。

电推进空心阴极实验设备冷规失效故障分析及改进

本文对电推进空心阴极实验设备真空规失效故障机理进行了分析,提出了解决方法并进行了实验验证,为电推进实验设备真空规选取提供了可行性方案。

空心阴极光源制作和调试

设计制作了一台可拆卸冷却式空心阴极光源，用不锈钢制造，拆卸方便，真空系统简单。与Ｍｏｄｅｌ２１８单色仪和ＯＭＡⅢ配套使用。

空心阴极真空电弧焊接研究和设备研制

介绍了空心阴极真空电弧焊接研究和设备研制情况以及钛合金试板焊接工艺试验结果。这是国内研制的第一台空心阴极真空电弧焊接设备。

一种新型的焊接技术——空心阴极真空电弧焊

介绍一种新型的焊接技术——空心阴极真空电弧焊及其应用。采用这种技术可以对不锈钢、钛合金和高温合金等金属进行熔化焊及对小试件进行快速高效的局部加热钎焊，并获得高质量的焊接接头。

新型多功能真空焊机的研制

多功能真空焊机是集真空扩散焊、真空钎焊、真空空心阴极电弧焊及真空充氩TIG焊为一体的精密焊接设备。该设备充分利用真空资源,大大降低4种焊接方法的总体设备成本;同时利用真空空心阴极小电流条件下的电弧特点,为工件扩散焊前的表面处理提供了一种新的工艺手段;该焊机独特的串联双气缸加压系统可对被扩散焊零件进行分阶段加压与脉冲式加压,实现了钛合金分层实体制造过程中的精密连接。

桶形阴极放电特性试验研究

本研究针对用于渗金属的几何尺寸较大的桶形阴极的放电参数和特性。论述了研究设备、试验方法和试验过程。对结果进行了全面分析 。

HL-2M真空紫外光谱初始诊断系统研制

基于Seya-Namioka结构200mm焦距可换光栅,研制了HL-2M真空紫外(VUV)光谱诊断光谱仪。该系统在300~3000A的真空紫外光谱范围具有较高的探测效率,时间分辨优于1μs。经过结构设计、光谱标定和安装调试,单通道VUV光谱仪已成功安装在HL-2M装置中平面窗口。在HL-2M装置初始放电实验中,利用该系统测量到C、O、N等杂质的多条特征谱线,展现出优秀的信噪比和高灵敏度。