闡述等離子弧焊小孔行為的反翹電壓檢測方法（一）：   
　　文中提出并研究了從等離子電弧反翹電壓信號中提取熔透穿孔信息，并設計了一套無源探針檢測系統(tǒng)。該系統(tǒng)直接利用電弧反翹進行傳感，不必附加復雜的儀器設備，具有可達性，可靠性好和實用廉價的特點。
　　在穿孔等離子弧焊接過程中，小孔穩(wěn)定性對焊接過程的穩(wěn)定和優(yōu)質的焊縫成形是非常關鍵的。文中采用無源探針對由等離子弧梯度電壓和等離子鞘層電壓構成的等離子反翹(等離子云)電壓進行檢測。
　　根據(jù)等離子鞘層理論，隨等離子反翹長度和角度變化的反翹電壓可以反映小孔的狀態(tài)信息及其形成、坍塌過程。文中討論了檢測信號的特征，以及材料、探針位置、焊接電流，等離子氣流等因素對檢測信號的影響。試驗證明，該方法可以有效的預測小孔信息和焊縫熔透情況
　　穿孔等離子弧焊具有等離子弧能量密度高、等離子流力大的特點，可以實現(xiàn)中厚度材料的單面焊雙面成形。然而，焊接小孔的不穩(wěn)定性直接影響著小孔型等離子弧焊接過程穩(wěn)定性及接頭質量，是影響該焊接方法應用的瓶頸。因而小孔行為的檢測和實時控制的研究具有重要意義。目前國內外對小孔行為的檢測主要采用尾焰導電法、尾焰光電法、正面弧光檢測法、正面圖象檢測法、聲音傳感法等，但這些檢測方法或是由于應用條件苛刻或是由于成本過于昂貴而難以應用于實際生產(chǎn)。
　　1．反翹電壓檢測原理和方法
　　采用穿孔等離子弧焊進行焊接，在焊接小孔形成過程中，在工件的上方(與焊接方向相反)會出現(xiàn)一個自熔池射出的小弧，稱它為等離子弧反翹(亦稱等離子云)。隨著焊接熔深的增加，反翹的大小和傾角都會相應的增大，在小孔即將形成的瞬間反翹達到最大。在小孔形成、穩(wěn)定存在過程中，焊接條件的微小變化和周圍干擾的存在，都會使焊接小孔尺寸發(fā)生變化。
　　此時，等離子反翹也隨著小孔的尺寸發(fā)生相應的變化。當小孔直徑增大時，電弧尾焰增大，反翹變��；反之，則等離子反翹增大當焊接電流過大，小孔坍塌，工件燒穿時，等離子反翹消失。所以，通過對等離子反翹的有無、形狀的檢測可以判斷焊接小孔的狀態(tài)。
　　采用無源探針檢測系統(tǒng)對反翹的狀態(tài)進行檢測。其原理為：由于等離子體的導電性，在探針與等離子反翹的表面接觸處，會形成一個帶負電位的鞘層 。根據(jù)鞘層理論可知，在探針表面會產(chǎn)生鞘層電位，經(jīng)過推導該鞘層電位Vw 值為式中： T為等離子體溫度； ve 為電子平均運動速度； vi為離子平均運動速度； me 為電子質量； mi 為離子質量； K為玻耳茲曼常數(shù)。可見， Vw 僅與等離子體溫度T成正比，與離子對電子質量的比值有關，與探針形狀以及探針伸入到等離子體中的長度無關。此外，檢測電壓還包括探針與工件之間存在的電位梯度導致的分壓，該電壓的取值與探針和工件之間的電位梯度有關。隨著反翹形態(tài)的變化，探針處等離子體溫度也將發(fā)生周期性變化，從而導致檢測電壓的變化，故該電壓變化可以反映小孔的形成狀態(tài)。
　　2．試驗系統(tǒng)和條件
　　2.1 試驗系統(tǒng)
　　試驗系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：等離子弧焊接(PAW)系統(tǒng)，無源探針檢測系統(tǒng)，計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及FASTCAM Super 10K/10KC高速攝影儀。PAW系統(tǒng)由等離子弧焊接電源，時序控制器，焊槍，行走裝置等組成。無源探針檢測系統(tǒng)由探針，濾波電路，位置掃描裝置組成。計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于對信號的采集與處理。
　　2.2 試驗條件
　　焊接工件材料為1Gr18Ni9Ti不銹鋼，板厚為5mm。焊接參數(shù)：鎢極內縮3.0 mm，焊接電流190 A，焊接速度5.6mm/ s，離子氣流量4.0L /min，保護氣流量20 L /min，離子氣、保護氣均為氬氣。

武漢海辰機電工程有限公司竭誠為您服務！
海寶易損件,Centricut易損件,數(shù)控切割機配品配件,工業(yè)煙塵凈化除塵系統(tǒng)

任何數(shù)控切割和等離子電源問題隨時來電咨詢：13667239593
武漢海辰機電工程有限公司
經(jīng)營范圍：美國海寶等離子電源，美國海寶易損件，數(shù)控切割機，等離子切割機，火焰切割機，機用等離子切割系統(tǒng)，手持等離子切割機
更多專利設計，有效延長易損件的使用壽命，保護割炬，實現(xiàn)更高的切割質量，更快的切割速度，更低的切割成本，我公司是海寶在湖北的一級代理，美國原裝進口，價格優(yōu)惠，質量保證，歡迎致電垂詢：13667239593董小姐