超音频脉冲TIG焊电源关键技术及拓扑分析

对常用的脉冲TIG焊电源主回路拓扑结构进行了深入的分析,指出常用脉冲TIG焊电源拓扑结构的不足之处。归纳总结出超音频脉冲电流实现的关键技术,提出了能够输出陡峭的上升、下降沿超音频脉冲电流的主回路拓扑结构,对基值电流、峰值电流、脉冲电流的产生过程进行了分析。对超音频脉冲TIG焊电源输出的电流波形进行了检测。结果表明:该电源可以输出上百安培的脉冲电流,脉冲电流频率≥20 kHz,并且具有陡峭上升、下降沿的超音频脉冲电流,电流变化率达到50 A/μs以上,满足了超音频大电流脉冲TIG焊的需求。

电子束焊接Ti-60高温钛合金的适用性

通过分析Ti-60高温钛合余电子束对接焊接头的微观组织和力学性能,以及焊后热处理对Ti-60接头高温拉伸与持久性能的影响,研究了电子束焊接高温钛合金的适用性。采用所选择的电子束焊工艺焊接高温钛合金,焊缝成形好,表而缺陷少。分别进行了Ti-60焊接接头的室温、550℃高温拉伸力学性能检测,并且针对高温钛合金电子束焊接接头中易出现针状α'相的现象,采用双重热处理工艺,改善接头性能。结果表明:电子束焊接高温钛合金,焊接适用性好,焊后双重热处理方法能够有效减少焊缝中针状α'相的存在,使得高温钛合金接头的高温拉伸力学性能与持久性能显著提高。

基于DSP的电子束焊接高压逆变电源控制系统的研制

研制了一套基于TMS320LF2407A型DSP的数字化电子束焊接逆变电源控制系统。使用DSP的通用定时器和比较寄存器产生占空比与死区时间可调的、频率为20 kHz的PWM脉冲。设计IGBT保护电路使其免受过电压、欠电压和过电流的影响。采用光纤对束流、高压信号进行采样。DSP采用位置型PID控制算法实现电源的恒压特性;给出了控制系统的软件流程框图。实验表明该控制系统所控制的电源在空载时输出设定电压。

面向等离子体材料钨厚涂层的制备及表征

等离子体喷涂技术在面向等离子体材料钨涂层的制备中占据主导地位,本实验采用CuMo/MoW作为涂层的中间过渡层,分别以结晶钨粉和羰基钨粉为原料,用大气等离子体喷涂技术在CuCrZr合金基体(110mm×130mm)上制备了3～4mm厚的3种钨涂层。对钨涂层微观组织、力学性能和热学性能研究表明,羰基钨粉制备的钨涂层的综合性能优于结晶钨粉,且薄涂层的结合强度优于厚涂层。优化喷涂工艺后,金相法测得钨涂层孔隙率<2%,涂层的结合强度最大值为10MPa,EDS测得氧含量为6%左右,纯钨层热导率最大值为12.52W/(m·K),涂层氧含量过高导致涂层热导率显著降低。研究表明采用大气等离子体喷涂技术在铜合金上制备3～4mm厚的钨涂层是可行的,该技术可为下一步低成本、高性能厚钨涂层的制备奠定基础。