ME学术大讲堂第一百一十五讲:变极性等离子弧焊小孔熔池稳定性机理
来源:亚博申请取款拒绝 发布日期:2019-01-11 浏览次数:168
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报告主题:变极性等离子弧焊小孔熔池稳定性机理

报告时间:2019年01月15日(周二)下午3:30-5: 00  

报告地点:广之楼C504

报告人:徐斌博士(北京工业大学)

摘要

        工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金焊接研究随之深入。变极性等离子弧焊(VPPAW)以其良好的焊接质量和高效的焊接过程,成为铝合金结构件加工制造过程中较为理想的焊接方法。由于变极性等离子电弧在拘束态下高速切换极性,不同极性状态的等离子电弧存在明显的热力输出差异,会小孔及熔池失稳。因此,深入研究变极性等离子弧穿孔焊接过程中电弧、熔池与小孔的稳定性,探明变极性等离子弧焊接热力输出机制,对拓展其应用范围,提高过程稳定性及可重复性具有重要的理论指导意义和工程实用价值。

        针对变极性等离子弧穿孔平焊,利用实验检测结合数值分析的方法探究变极性等离子电弧物理特性在极性转换过程的演变机制,测量发现反极性等离子电弧力明显高于正极性电弧力,而且随着电流的增加差异逐渐变大。对比正反极性钨电极温度场分布以及能量传递规律,发现在转换极性时电弧弧根处存在周期性的收缩与扩展,此过程中电流密度与电磁力的差异导致了电弧力的差异。基于电弧物理特性的研究,利用X射线成像系统对焊接过程小孔熔池进行原位检测,首次发现了变极性等离子弧焊接铝合金的“爆破式”穿孔过程,分析认为穿孔过程小孔状态与热传递的正反馈作用和熔池内部不同区域的流速差异导致上述现象的产生。最终,基于上述研究,通过优化焊接电源的电流波形,平衡电弧力输出实现了穿孔过程稳定性控制,并完成了不同板厚铝合金的稳定焊接。

报告人简介

        徐斌:北京工业大学-日本大阪大学联合培养博士,2015年博士入学,2016年8月~2016年10月赴日本大阪大学访问学习,随后通过国家留学资助于2017年11月~2018年11月同在日本大阪大学接受博士生联合培养。

        博士期间主要从事变极性等离子弧焊方面的基础研究,集中于铝合金高质高效连接、过程稳定性控制、变极性电弧物理机制以及电弧熔池一体化建模与数值分析的研究。创新性的提出了降低电弧中心电弧力的厚板铝合金穿孔焊接方法,解决了熔池流动失稳导致整体切割的焊接难题。并协助导师成功申请到国家自然科学基金面上项目。

        目前发表及录用文章共计14篇,其中SCI论文7篇(收录5篇,小修1篇,投稿1篇),EI收录2篇,国际会议论文4篇,国内会议论文1篇。申请国家发明专利5项,已授权4项。获北京工业大学博士生创新奖(全校21名博士获奖,排名第3),北京工业大学科技创新奖(一等奖4项,二等奖1项),北京工业大学佳仕焊接奖学金(创新一等奖2项,创新二等奖1项),北京工业大学机电学院研究生科研优秀奖,北京工业大学校级优秀研究生。