基于電渦流效應(yīng)的全位置MAG焊熔池穩(wěn)定成型控制機(jī)理研究.pdf

1、近年來，隨著石油化工、管道工程、造船等工業(yè)的飛速發(fā)展，采用全位置焊接工藝的場合越來越多，在保證焊接質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)全位置的低成本高效焊接，無疑具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文針對全位置焊MAG焊熔池受重力影響容易失穩(wěn)的問題，提出焊接中施加高頻交變磁場在熔池內(nèi)產(chǎn)生電渦流，該電渦流與外部交變磁場相作用產(chǎn)生電渦流力來抵消重力分量的方法，對其促進(jìn)熔池成形的作用機(jī)理開展相關(guān)研究。
　　 研究了重力對全位置熔池失穩(wěn)機(jī)理的影響，提出重

2、力對熔池的失穩(wěn)主要來自其徑向分量和切向分量。利用熱力學(xué)滯后張力理論，研究了全位置MAG焊熔池這一特殊液滴的失穩(wěn)問題，建立全位置熔池失穩(wěn)力學(xué)平衡判據(jù)，利用該判據(jù)合理解釋了重力、電弧力、大氣壓力等力在不同位置對熔池失穩(wěn)的影響。
　　 設(shè)計(jì)加工了一種E型線圈勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，通過在線圈通入不同相位高頻電流，在熔池內(nèi)可產(chǎn)生克服重力分量的電渦流力。采用計(jì)算機(jī)模擬研究了不同材質(zhì)磁芯對熔池內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度和渦流場強(qiáng)度的影響，并最終選取了錳鋅鐵氧體材質(zhì)。模

3、擬研究了不同勵(lì)磁載荷、頻率和氣隙（E型線圈與焊接工件之間間距）條件下熔池內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度和渦流場強(qiáng)度大小和分布規(guī)律。研究了不同勵(lì)磁參數(shù)時(shí)熔池內(nèi)電渦流力變化規(guī)律，建立了電磁力與上述參數(shù)的回歸方程，為電渦流力控制提供了必要條件。
　　 分析了勵(lì)磁感性負(fù)載對高頻交變電源功率輸出的制約問題，研究了功率補(bǔ)償措施，提出采用電路串聯(lián)諧振方案，提高了高頻交變電源有用功率的輸出。研究了不同氣隙、頻率對負(fù)載等效電阻R和等效電感L的影響規(guī)律，為控制電源功