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基于光谱诊断的VPPA-MIG复合电弧耦合机理分析
被引量:
1
1
作者
韩蛟
韩永全
+1 位作者
洪海涛
孙振邦
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期104-109,I0008,I0009,共8页
铝合金变极性等离子弧(variable polarity plasma arc,VPPA)-MIG复合焊中,VPPA焊接电流为130 A,MIG焊接电流200 A时,MIG电弧等离子体在电流基值期间偏向正极性(钨极接负)阶段的VPPA等离子体并与之相连,并未与反极性阶段(钨极接正)的VPP...
铝合金变极性等离子弧(variable polarity plasma arc,VPPA)-MIG复合焊中,VPPA焊接电流为130 A,MIG焊接电流200 A时,MIG电弧等离子体在电流基值期间偏向正极性(钨极接负)阶段的VPPA等离子体并与之相连,并未与反极性阶段(钨极接正)的VPPA等离子体产生连接,且基值阶段的MIG电弧电压在VPPA正极性时更低.为了阐明上述行为机理,对复合电弧进行了光谱诊断.基于Boltzmann图解法和Stark展宽法计算了VPPA-MIG复合电弧位于试板上方2.5 mm处,VPPA区,耦合区及MIG区中心位置的平均温度和电子密度,证明了上述位置等离子体的平均状态处于局部热力学平衡状态.基于发射系数与等离子体温度的关系,利用Ar794.8 nm窄带滤波结合高速摄像的方法,发现VPPA在反极性期间的高温区面积大于其在正极性期间的高温区面积.而且VPPA中的Al 396.1 nm谱线在反极性期间,辐射强度更高,范围更广.由此证明了复合焊中基值阶段的MIG电弧电压的降低,主要来自于阴极压降而非弧柱压降.
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关键词
vppa-mig
复合焊接
光谱诊断
局部热力学平衡状态
电弧耦合机理
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职称材料
超声冲击时间对7A52铝合金VPPA-MIG焊接接头的影响
被引量:
9
2
作者
陈芙蓉
刘成豪
李男
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期39-43,I0003,共6页
为研究超声冲击处理时间对7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接头的组织及性能的影响,试验对单位面积的焊接接头进行2.5,5,10,15,30和75 min的超声冲击处理.通过观察接头的表面形貌,并对接头进行力学性能测试,以分析超声冲击处理时间对接头的影...
为研究超声冲击处理时间对7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接头的组织及性能的影响,试验对单位面积的焊接接头进行2.5,5,10,15,30和75 min的超声冲击处理.通过观察接头的表面形貌,并对接头进行力学性能测试,以分析超声冲击处理时间对接头的影响.结果表明,7A52铝合金焊接接头超声冲击处理后,接头表面得到了明显强化,在超声冲击时间15 min时焊缝表面晶粒大小达到26.28 nm;在超声冲击时间75 min时焊缝表面硬度为138.8 HV,比原始焊缝显微硬度提高了36.3%;超声冲击处理30 min时残余压应力最大,为243.3 MPa.
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关键词
超声冲击处理
铝合金
变极性等离子弧-熔化极气体保护复合焊接
显微组织
力学性能
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职称材料
超声冲击强化7A52铝合金VPPA-MIG焊接接头的疲劳性能
被引量:
4
3
作者
刘成豪
陈芙蓉
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第15期137-141,共5页
为改善7A52铝合金VPPA-MIG焊接接头的疲劳性能,本工作通过改变对焊接接头超声冲击的时间延长其疲劳寿命。试验中每条焊接接头各处分别受到2.5 min、5 min、10 min、15 min、30 min和75 min的超声冲击处理。试验利用扫描电镜、透射电镜和...
为改善7A52铝合金VPPA-MIG焊接接头的疲劳性能,本工作通过改变对焊接接头超声冲击的时间延长其疲劳寿命。试验中每条焊接接头各处分别受到2.5 min、5 min、10 min、15 min、30 min和75 min的超声冲击处理。试验利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪观察分析焊接接头的表面及晶粒形貌并计算焊接接头的表面晶粒度;利用显微硬度计、X射线应力分析仪和疲劳试验机对焊接接头进行硬度、残余应力及疲劳性能测试,综合分析超声冲击处理对焊接接头疲劳性能的影响。试验结果表明,焊接接头的超声冲击时间为2.5~30 min时,焊接接头处的缺陷明显减少,同时焊接接头表面的晶粒被细化至纳米级,超声冲击时间为30~75 min时,冲击表面出现裂纹;焊接接头经超声冲击处理后,其硬度最大可达140HV,较未处理的焊接接头硬度(100HV)提升40%,同时接头冲击后塑性变形层可达105μm;焊接接头处的残余应力在超声冲击处理后,由残余拉应力转为残余压应力,且在2.5~30 min时残余压应力呈增长趋势,最大可达-329.2 MPa,在超声冲击时间为30~75 min时残余压应力减小;经超声冲击处理的焊接接头的疲劳性能均有提升,在超声冲击处理时间为30 min时接头疲劳强度最优为87.63 MPa,未经处理的焊接构件疲劳强度为48.8 MPa,疲劳强度提升了79.57%。因此,对焊接接头进行超声冲击处理可强化其疲劳性能,延长焊接构件的使用寿命。本工作希望对7A52铝合金VPPA-MIG焊接构件的广泛使用提供理论依据。
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关键词
超声冲击处理
7A52铝合金
变极性等离子弧-熔化极气体保护复合焊接
显微组织
疲劳性能
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职称材料
题名
基于光谱诊断的VPPA-MIG复合电弧耦合机理分析
被引量:
1
1
作者
韩蛟
韩永全
洪海涛
孙振邦
机构
内蒙古工业大学教育部“先进轻金属材料开发与加工防护”工程研究中心
出处
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第11期104-109,I0008,I0009,共8页
基金
国家自然科学基金(52265054)
内蒙古自治区科技计划项目(2020GG0313)
+1 种基金
内蒙古自治区自然科学基金项目(2022Z D03)
内蒙古自治区自然科学基金博士基金项目(2021BS05016)。
文摘
铝合金变极性等离子弧(variable polarity plasma arc,VPPA)-MIG复合焊中,VPPA焊接电流为130 A,MIG焊接电流200 A时,MIG电弧等离子体在电流基值期间偏向正极性(钨极接负)阶段的VPPA等离子体并与之相连,并未与反极性阶段(钨极接正)的VPPA等离子体产生连接,且基值阶段的MIG电弧电压在VPPA正极性时更低.为了阐明上述行为机理,对复合电弧进行了光谱诊断.基于Boltzmann图解法和Stark展宽法计算了VPPA-MIG复合电弧位于试板上方2.5 mm处,VPPA区,耦合区及MIG区中心位置的平均温度和电子密度,证明了上述位置等离子体的平均状态处于局部热力学平衡状态.基于发射系数与等离子体温度的关系,利用Ar794.8 nm窄带滤波结合高速摄像的方法,发现VPPA在反极性期间的高温区面积大于其在正极性期间的高温区面积.而且VPPA中的Al 396.1 nm谱线在反极性期间,辐射强度更高,范围更广.由此证明了复合焊中基值阶段的MIG电弧电压的降低,主要来自于阴极压降而非弧柱压降.
关键词
vppa-mig
复合焊接
光谱诊断
局部热力学平衡状态
电弧耦合机理
Keywords
vppa-mig
hybrid welding
spectroscopic diagnosis
local thermodynamic equilibrium
arc coupling mechanism
分类号
TG403 [金属学及工艺—焊接]
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职称材料
题名
超声冲击时间对7A52铝合金VPPA-MIG焊接接头的影响
被引量:
9
2
作者
陈芙蓉
刘成豪
李男
机构
内蒙古工业大学
出处
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第9期39-43,I0003,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(51165026)
国家自然科学基金资助项目(51765053).
文摘
为研究超声冲击处理时间对7A52铝合金VPPA-MIG复合焊接头的组织及性能的影响,试验对单位面积的焊接接头进行2.5,5,10,15,30和75 min的超声冲击处理.通过观察接头的表面形貌,并对接头进行力学性能测试,以分析超声冲击处理时间对接头的影响.结果表明,7A52铝合金焊接接头超声冲击处理后,接头表面得到了明显强化,在超声冲击时间15 min时焊缝表面晶粒大小达到26.28 nm;在超声冲击时间75 min时焊缝表面硬度为138.8 HV,比原始焊缝显微硬度提高了36.3%;超声冲击处理30 min时残余压应力最大,为243.3 MPa.
关键词
超声冲击处理
铝合金
变极性等离子弧-熔化极气体保护复合焊接
显微组织
力学性能
Keywords
ultrasonic impact treatment
aluminum alloy
vppa-mig
microstructure
mechanical properties
分类号
TG404 [金属学及工艺—焊接]
下载PDF
职称材料
题名
超声冲击强化7A52铝合金VPPA-MIG焊接接头的疲劳性能
被引量:
4
3
作者
刘成豪
陈芙蓉
机构
内蒙古工业大学材料科学与工程学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第15期137-141,共5页
基金
国家自然科学基金(51165026,51765053)。
文摘
为改善7A52铝合金VPPA-MIG焊接接头的疲劳性能,本工作通过改变对焊接接头超声冲击的时间延长其疲劳寿命。试验中每条焊接接头各处分别受到2.5 min、5 min、10 min、15 min、30 min和75 min的超声冲击处理。试验利用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射仪观察分析焊接接头的表面及晶粒形貌并计算焊接接头的表面晶粒度;利用显微硬度计、X射线应力分析仪和疲劳试验机对焊接接头进行硬度、残余应力及疲劳性能测试,综合分析超声冲击处理对焊接接头疲劳性能的影响。试验结果表明,焊接接头的超声冲击时间为2.5~30 min时,焊接接头处的缺陷明显减少,同时焊接接头表面的晶粒被细化至纳米级,超声冲击时间为30~75 min时,冲击表面出现裂纹;焊接接头经超声冲击处理后,其硬度最大可达140HV,较未处理的焊接接头硬度(100HV)提升40%,同时接头冲击后塑性变形层可达105μm;焊接接头处的残余应力在超声冲击处理后,由残余拉应力转为残余压应力,且在2.5~30 min时残余压应力呈增长趋势,最大可达-329.2 MPa,在超声冲击时间为30~75 min时残余压应力减小;经超声冲击处理的焊接接头的疲劳性能均有提升,在超声冲击处理时间为30 min时接头疲劳强度最优为87.63 MPa,未经处理的焊接构件疲劳强度为48.8 MPa,疲劳强度提升了79.57%。因此,对焊接接头进行超声冲击处理可强化其疲劳性能,延长焊接构件的使用寿命。本工作希望对7A52铝合金VPPA-MIG焊接构件的广泛使用提供理论依据。
关键词
超声冲击处理
7A52铝合金
变极性等离子弧-熔化极气体保护复合焊接
显微组织
疲劳性能
Keywords
ultrasonic impact treatment
7A52 aluminum alloy
vppa-mig
microstructure
fatigue property
分类号
TG404 [金属学及工艺—焊接]
下载PDF
职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于光谱诊断的VPPA-MIG复合电弧耦合机理分析
韩蛟
韩永全
洪海涛
孙振邦
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
2
超声冲击时间对7A52铝合金VPPA-MIG焊接接头的影响
陈芙蓉
刘成豪
李男
《焊接学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
9
下载PDF
职称材料
3
超声冲击强化7A52铝合金VPPA-MIG焊接接头的疲劳性能
刘成豪
陈芙蓉
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
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职称材料
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