氬氦混合氣體保護焊接電弧光譜診斷.pdf

1、氦氣保護焊接電弧具有熱量高、效率高和焊縫成形好的特點，適用于進行高熱導金屬，如鋁、銅及其合金的焊接。本文采用光譜分析的方法對氬氦混合氣體保護電弧進行了診斷，研究保護氣成分對電弧特性的影響。 本文以水冷銅板為陽極，氬氦混合氣體保護鎢極惰性氣體保護焊定點電弧為研究對象建立了光譜檢測實驗系統(tǒng)。利用先進的光譜儀、透鏡和精密平移機構實現電弧光譜輻射空間二維定點采集，可在300nm～1000nm范圍內采集焊接電弧光譜輻射空間分布。該系統(tǒng)具有

2、定位精度高，分辨率高，一次采集范圍廣的特點。采用線性化方法計算了離散Abel變換矩陣，將水平方向輻射強度信息恢復為徑向發(fā)射系數信息，反映等離子內部真實情況。 研究了焊接電弧光譜分布的頻域特性，電弧光譜由連續(xù)譜和疊加在上面的離散特征線光譜組成，其中特征線光譜反映了等離子內部元素的特征信息。利用電弧整體光譜輻射，研究了不同焊接參數對電弧輻射的影響。利用Saha方程計算了不同保護氣成分下等離子中各種粒子密度隨著溫度變化情況。在氬氦混合

3、等離子體中，氬電離度遠高于氦的電離度，隨著等離子體中氦成份的增加，氬和氦各自的電離度升高，但由于電離度低的氦成分所占的比重增加，總電離度降低。 計算了氬原子譜線發(fā)射系數隨溫度變化，利用標準溫度法測量了氬弧溫度場分布。電弧溫度場最高溫度位于鎢極下方，結果與其他人測量和計算的結果相比較，具有良好的一致性，證明本項工作的可靠性。 比較基于局部熱力平衡條件的發(fā)射譜強度法和非局部熱力平衡條件下的譜線展寬法測量的混合電弧等離子體電子密