电磁搅拌技术在焊接中的应用
用磁搅拌技术减轻和消除铍的焊接缺陷

用磁搅拌技术减轻和消除铍的焊接缺陷张友寿;余圣甫;谢志强;吴东周;刘平【期刊名称】《工程物理研究院科技年报》【年(卷),期】2004(000)001【摘要】在焊接时利用电磁搅拌技术可以起到细化晶粒,减轻或消除各种焊接缺陷的作用,有利于焊接接头质量的提高。
电磁搅拌是在交变磁场的作用下产生的电磁力迫使焊缝熔池的液态金属改变原有运动模式和结晶状态,从而达到控制焊缝凝固组织、减少焊接缺陷的目的。
电磁场与焊缝金属的相互作用有2个显著特点:使枝晶破碎、游离,加速枝状晶向等轴晶转变,扩大等轴晶的形成,使晶粒细化;促使焊缝气泡的分离与浮出,对减轻和消除焊接气孔有利。
铍的熔焊由于结晶组织粗大和焊缝的高应力状态将导致焊缝开裂。
采用高能束(激光)焊接,并且在进行铍的熔焊时加Al-si合金填充材料,再辅以合适的焊接工艺措施可以改善铍的焊接性能和防止铍的开裂。
采用磁搅拌技术减轻和消除铍的焊接缺陷,需要在技术上考虑3方面的问题:(1)铍和Al-si合金填充材料都是非磁性材料,非磁性材料对电磁搅拌产生何种效果和影响。
(2)与TIG(氩弧焊)焊接相比,激光焊接为无焊接电弧柔性载流导体,电磁场能否对激光焊接实现搅拌。
(3)磁场应加在焊缝区域的什么位置才能使搅拌获得良好的效果。
对于非磁性材料又无焊接电弧柔性载流导体的激光焊接,交变磁场式电磁搅拌装置显然对熔池起不到搅拌作用,焊缝的原有液态金属的运动规律不能被打乱,起不到细化晶粒和消除焊接缺陷的目的。
【总页数】1页(P410)【作者】张友寿;余圣甫;谢志强;吴东周;刘平【作者单位】无【正文语种】中文【中图分类】TG441.7【相关文献】1.采用热处理技术消除转炉炉帽焊接缺陷的实践2.铍的焊接缺陷及其控制技术研究3.消除或减轻电视同频干扰的技术措施及差值天线之调整4.基于磁记忆法的焊接缺陷检测技术研究5.磁传动技术在搅拌装置上的应用与计算因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
用电磁搅拌提高LD10CS铝合金焊接接头的质量

用电磁搅拌提高LD10CS 铝合金焊接接头的质量*李海刚 殷咸青 罗 键贾昌申 孙 波(西安交通大学)摘 要 电磁搅拌焊接方法,可以有效地细化焊缝一次结晶,减小焊缝金属的偏析程度,降低焊缝结晶裂纹和气孔的敏感性,提高焊缝金属的塑、韧性。
但在磁场参数选择不当时,电磁搅拌效果变差,甚至使焊缝成形严重恶化。
因此,只有正确选择磁场参数,且与焊接工艺参数相匹配,才能取得较满意的电磁搅拌效果。
本文通过对间歇交变纵向磁场作用下L D10CS 铝合金T IG 氦弧焊焊缝及热影响区的宏观、微观组织分析,研究了这种电磁搅拌方法对铝合金焊接接头组织和性能的影响规律,探讨了电磁搅拌抑制LD10CS 铝合金焊缝结晶裂纹、提高焊接接头塑、韧性的机理,并得到了试验条件下最佳的磁场参数。
关键词: 纵向磁场 铝合金 结晶裂纹 塑性 韧性0 序 言近些年来,磁控技术的研究和应用不断发展。
外加纵向磁场又称为同轴磁场,它可以促使电弧旋转并改变电弧弧柱等离子流和电流密度的径向分布,进而影响母材的加热熔化和焊缝成形。
电磁搅拌焊接通常外加间歇交变纵向磁场,它可以有效地搅拌焊接熔池,改变熔池金属的结晶状况,提高焊缝质量[1]。
实践表明,采用电磁搅拌电弧焊是多益的,既可以细化焊缝金属的一次结晶组织,减小化学不均匀性,提高焊缝金属的塑性和韧性;又能降低结晶裂纹和气孔的敏感性;焊接奥氏体不锈钢时还可以提高焊缝金属抗晶间腐蚀的能力。
在航空航天领域中,国产高强铝合金LD10CS (美国牌号2014-T6)的焊接问题变得日益突出,它含有较多的溶质元素,比强度高,焊接时热裂倾向较大。
1985年,美国的S Kou YLe 研究了电弧低频横向摆动对高强铝合金2014-T 6焊缝质量的影响[2、3],但利用横向磁场使电弧摆动的方法不利于焊缝的外观成形,国内外其他学者也从不同角度研究了高强铝合金焊缝金属的抗裂性能[4~6]。
本文则在金相分析的基础上,借助于结晶裂纹试验及接头力学性能试验,分析了间歇交变纵向磁场对焊接接头质量的影响,这对于高强铝合金的焊接具有实际意义。
搅拌摩擦焊再pack中的应用

搅拌摩擦焊再pack中的应用
搅拌摩擦焊是一种固态焊接方法,它通过在材料之间施加搅拌和热量来实现焊接。
这种焊接方法在pack(电池包)中有着广泛的应用。
首先,搅拌摩擦焊在pack中的应用可以提高电池组件的性能和可靠性。
通过搅拌摩擦焊,可以实现不同材料的焊接,比如铝合金与铜导体的连接。
这种焊接方式可以提供更高的强度和导电性能,有助于提高电池组件的整体性能。
其次,搅拌摩擦焊还可以改善电池组件的耐久性。
由于搅拌摩擦焊是一种固态焊接方法,它避免了传统熔化焊接中可能出现的气孔和裂纹,从而提高了焊接接头的耐腐蚀性和耐疲劳性,延长了电池组件的使用寿命。
此外,搅拌摩擦焊还可以提高生产效率和降低成本。
相比传统的熔化焊接方法,搅拌摩擦焊不需要额外的焊接材料,也不会产生焊接飞溅和气体,因此可以减少生产过程中的环境污染,并且减少了后续的清洁工作,降低了生产成本。
总的来说,搅拌摩擦焊在pack中的应用可以提高电池组件的性能、耐久性和生产效率,是一种具有广阔应用前景的焊接技术。
简述电磁搅拌技术在焊接中的应用

简述电磁搅拌技术在焊接中的应用江敦清【摘要】电磁搅拌技术广泛的应用于各种材料的制备和加工之中,是控制金属凝固环节的有效手段。
电磁搅拌技术在焊接过程中的应用日益广泛,是近年来社会发展中提高金属生产效率的主要方法。
综述了电磁搅拌技术在焊接过程中的具体应用,就其在工作中的各环节进行了全面分析和控制,并提出了应用前景和使用价值。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2012(000)032【总页数】1页(P47-47)【关键词】焊接;电磁搅拌;金属凝固【作者】江敦清【作者单位】黑龙江技师学院,黑龙江鸡西158100【正文语种】中文【中图分类】TG292电磁搅拌技术是控制金属凝固过程的有效手段,在焊接工作中主要是通过影响焊接质量、改善焊接组织和力学性能的方式来发挥应有作用,并提高焊接的效益。
自二十世纪前期这种技术就开始被应用在金属制造之中,当时主要是用来连续铸造金属环节中。
在二十世纪七十年代,金属半固态成型工艺在世界范围内的不断推广和应用,促使了电磁搅拌技术在焊接方面的应用,为电磁搅拌技术的发展指明了方向。
1 电磁搅拌技术电磁搅拌技术是目前金属制造行业中应用广泛的一门技术方式,也是一种较为成熟的技术手段。
自我国“七五计划”以来,这种技术已经成功的应用在有色金属生产和制备中,并取得了良好的经济效益与社会效益。
通过实践证明,电磁搅拌器对于金属焊接而言有着重大意义。
电磁搅拌通过改变柱状晶陈列方向、促进金属状态的合理转变、细化金属组织。
影响初生相方式与共晶组织的形状、间距和尺寸形成影响小、粘接力度大的凝固组织,这种技术的应用之下有效的改善了铸造初凝组织。
电磁搅拌技术在焊接行业的应用中,从材料学的角度分析发现,在焊接的过程中实际上就是对金属材料进行融化和重新凝固并加以粘结的过程。
因此在这种工程项目中,采用电磁搅拌技术对组织进行良性改进和融化有着重要的作用。
电磁搅拌技术的工作原理与直线电动机工作原理大同小异,两者极为相似,都是通过相当于电机的感应器定子对金属进行溶化,而溶液则相当于电机的转子,通过炉底转动来决定掉此搅拌中的电机空隙,从而实现金属的合理融化与全面凝固。
电磁搅拌技术在焊接过程中的作用

射线 检测 图像 包含透照 物体 的形 状 、厚 度 及 内部 缺 陷信 息 ,首先 要从 图像 中识别 、分 割 出缺 陷 ,才 能 对 其进行 定量 。实 际缺 陷图像 大 多处于 复杂 的物 体背 景下 ,另外还存 在照度 不 均匀 、各 处对 比度 不 同、背 景 灰度变 化等 ,因此采用 简单 阈值 分割无 法 将缺 陷 图像 分割 出来 。基 于坐标位 置 的阈值 分割方 法及 拟合 出 背 景 图像 进行 差减 以分割缺 陷的方 法 都需 要复 杂 的计算 ,且适 用性及 缺 陷分割 的准确 性 有待提 高 。边缘 跟 踪 方法 由梯度 图中一个边缘 点 出发 ,依 次搜 索并 连接 相邻边 缘点 ,从 而逐 步检 测 出边 界 ;整 个算法 对起 点
发 生 了变 化 ,引起 电弧及熔 池行 为发 生变化 ;焊 接 电弧和焊 接熔池 电、热 、力 等性 质 的变化 ,使焊接熔 池 液态 金属 出现 周期 性搅拌 式运动 ,从 而影 响 了液 态金 属 的凝 固过程 ,从 而最 终影 响焊缝 的成形 。抑 制焊缝 中气 孔 的数量 。在 采用合 理 的焊 接工 艺前 提 下 ,利 用 l5Hz的磁场 频率 、00~ . 的磁感 应强度 的间 ~ . 00 T 2 5 歇 交变纵 向磁 场 , 以较好地 抑制 高强 铝合 金 2 4焊缝 中的气孔 ( 可 A1 结晶层气 孔 和皮 下气 孔) 数量 。防止 焊缝 结晶裂纹 的产 生 。外加磁 感应强度 保 持一 定 、磁场 频率 为 2 5 ~ Hz时 ,2 4合 金熔 焊 时形成裂 纹长度 明显 A1 减 小 ;当磁场 频率 为 2H 、磁 感应 强度 00~ .5T时,裂纹长度 减 至最 小 。在合 理 的磁场参 数条件 下 , z . 00 3 焊 缝 结晶裂 纹可 以完全 抑制 。
搅拌摩擦焊

搅拌摩擦焊搅拌摩擦焊,是一种新型的焊接技术,也被称为搅拌摩擦联接。
它是通过在焊接区域旋转和挤压两个金属工件来产生热量和塑性变形,从而使两个工件达到联接的目的。
与传统的焊接技术相比,搅拌摩擦焊具有许多优点,如焊接速度快、焊缝质量高、金属变形小等。
本文将详细介绍搅拌摩擦焊的原理、应用和发展趋势。
一、搅拌摩擦焊的原理搅拌摩擦焊的原理是在两个金属工件之间施加旋转和挤压力,产生热量和塑性变形,从而使两个工件达到联接的目的。
搅拌摩擦焊的焊接区域主要由以下几个部分组成:1. 摩擦区:是指两个金属工件之间产生的热量和塑性变形的区域,也是焊接区域的主要部分。
在摩擦区,由于热量和挤压力的作用,金属工件的表面会产生摩擦热,从而使金属表面熔化和塑性变形。
在摩擦区,金属工件的晶粒也会受到影响,产生细化和变形,从而提高焊缝的质量。
2. 搅拌区:是指焊接区域中金属工件被挤压和旋转产生的区域。
在搅拌区,金属工件的晶粒也会受到影响,产生细化和变形,从而提高焊缝的质量。
3. 热影响区:是指焊接区域中受到热影响但未受到塑性变形的金属区域。
在热影响区,金属工件的晶粒也会受到影响,但不会产生细化和变形。
二、搅拌摩擦焊的应用搅拌摩擦焊的应用非常广泛,可以用于焊接各种金属材料,如铝合金、镁合金、钛合金、铜、钢等。
它在航空、汽车、船舶、铁路、电子、建筑等领域都有着广泛的应用。
1. 航空领域:搅拌摩擦焊可以用于制造航空器的结构件,如机翼、尾翼、机身等。
它可以提高焊缝质量,减少金属变形,从而提高航空器的性能和安全性。
2. 汽车领域:搅拌摩擦焊可以用于制造汽车的车身、底盘、发动机等部件。
它可以提高焊缝质量,减少金属变形,从而提高汽车的性能和安全性。
3. 船舶领域:搅拌摩擦焊可以用于制造船舶的船体、船舶设备等部件。
它可以提高焊缝质量,减少金属变形,从而提高船舶的性能和安全性。
4. 铁路领域:搅拌摩擦焊可以用于制造铁路车辆的车体、车轮等部件。
它可以提高焊缝质量,减少金属变形,从而提高铁路车辆的性能和安全性。
fsw搅拌摩擦焊接的原理和应用

FSW搅拌摩擦焊接的原理和应用1. 原理介绍搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding,简称FSW)是一种高效的固态焊接技术,它的原理是利用摩擦热产生塑性变形并将材料连接在一起。
相比传统的熔化焊接技术,FSW避免了熔化材料的过程,从而消除了熔渣、气孔和焊缝变质等焊接缺陷。
该技术适用于多种材料的焊接,包括铝合金、镁合金、钛合金和铜等。
FSW焊接过程中,焊接头部分被焊接工具(通常是一个非常坚硬的圆柱形肩部和一个细长的针尖部分组成)沿着焊接拼接线旋转前进。
焊接工具施加在焊接接头上的轴向压力使接头产生塑性变形。
焊接过程伴随着摩擦热的产生,使材料局部发生非等温塑性变形。
随着焊接工具的前进,焊接接头在塑性变形的影响下形成连续的焊缝。
2. 搅拌摩擦焊接的优势FSW具有以下几个优势,使其在各个工业领域中得到广泛应用:2.1 强度高由于焊接过程中没有液态的熔池,FSW焊接接头的晶粒不会因为快速冷却而变细,从而保持了较高的强度。
热影响区(Heat Affected Zone,HAZ)也较窄,减少了焊接接头的热损害。
2.2 减少焊接缺陷FSW既避免了熔化过程中可能产生的气孔、熔渣等缺陷,又减少了焊缝区的变质现象。
焊接接头的质量得到有效保证。
2.3 适用于不同材料的焊接FSW广泛适用于铝合金、镁合金、钛合金、铜等多种材料的焊接。
无论是相似材料的焊接,还是异种材料的焊接,FSW都能得到良好的焊接质量。
2.4 生产效率高FSW焊接速度相对较快,通常比传统熔化焊接技术要高,可以大大提高生产效率。
同时,焊接过程中无需使用惰性气体保护,避免了气体保护系统的成本和复杂性。
3. 搅拌摩擦焊接的应用领域FSW技术在众多领域中得到了应用,以下列举了几个典型的应用领域:3.1 航空航天工业在航空航天领域,铝合金被广泛应用于制造飞机结构。
如机翼、蒙皮和座椅等。
FSW技术可以实现这些结构件的焊接,提高了结构的强度和可靠性。
3.2 汽车制造FSW技术在汽车制造中的应用主要集中在车身板件焊接。
电磁搅拌技术在双丝埋弧焊中的应用

[7 焦标 强 , 3] 史耀武 , 立丰 , 史 等.基于小波包分 析 的铜/ 钢 异种材料 摩擦 焊接头质 量的超声 无损评 价 [ ] J .无损 检
击 韧性 是非 常有 意义 的 。 目前 , 电磁搅 拌技 术 应用 于 埋 弧 焊 时仅 限 单丝 , 双
分 布 同样 有 较 大影 响 , 因此 为 了保 证 一 个 比较 稳 定 而 有效 的磁 场 , 丝 埋 弧 焊 的搅 拌 磁 头 除 了包 括 励 磁 线 双 圈外 , 还增 加 了磁 芯部分 , 磁 芯为 高 磁导 率 的软 磁 材 该 料 。磁 芯 的引人 , 但能 够 减小 励 磁 线 圈体积 , 不 而且 可 以通 过调 整磁 芯参 数及位 置来 调节磁 场 的分布 。
3 搅 拌工艺
经过 电磁搅 拌后 的双 丝 埋 弧焊 焊 缝 冲击 韧性 有所
提高 , 特别 是 堆 焊 焊 缝 和 单层 坡 口焊缝 。而 对 于 多层
丝埋 弧 焊熔池 凝 固条件 复 杂 , 响 因 素多 , 影 主要 应 用 于
多道 焊 , 焊缝 冲 击 韧 性 提 高并 不 明 显 。电磁 搅 拌技 术 对焊缝 金 属 冲击 韧 性 的影 响 , 了磁 场 对熔 池组 织 的 除 搅拌 细化 晶粒 作 用 外 , 存 在 磁 场 对 焊缝 熔 合 比的影 还
宽度存 在一 定改 变 。
滤波和二次逆变等部分组成 , 它完成电能的转换和传
输 。控 制 电路 主要 包 括 控 制 脉 冲产 生 电路 、 动 放 大 驱 电路 、 电压反 馈 控 制 电路 及 各 种 保 护 电路 。它 的作 用 是对 逆变 主 电路进 行控 制 , 现 电 源外 特 性输 出控 制 、 实 参 数 调节 , 实现相 应 的保护 功 能等 。 并
一种铝钢焊接方法

一种铝钢焊接方法铝钢焊接是指将铝和钢两种不同材料进行焊接。
由于铝和钢的化学性质和物理性质差异较大,所以焊接铝钢是比较困难的。
然而,随着新材料和焊接技术的不断发展,已经有一种有效的方法可以进行铝钢焊接,即钢铝复合焊接。
钢铝复合焊接是一种将铝和钢通过复合方式进行焊接的方法。
主要有以下几种常见的复合焊接方法:1. 摩擦焊接方法:摩擦焊接是将铝和钢直接接触,在高速旋转下,通过摩擦产生的热量将两种材料加热至熔点,并施加外力使其结合。
这种方法能够有效地通过铝和钢的几何连接提高焊接强度,而且焊接过程中不需要使用外部激光或电弧加热。
2. 冷压焊接方法:冷压焊接是一种将铝和钢通过冷压的方式进行焊接的方法。
通过在高温条件下对铝和钢进行压力和温度的控制,使其在焊接过程中迅速熔化并形成焊缝。
这种方法可以避免铝和钢的化学反应,减少焊接缺陷,提高焊接强度。
3. 电磁搅拌焊接方法:电磁搅拌焊接是一种利用电磁场来加热和搅拌焊接材料的方法。
通过施加高频电磁场,使铝和钢迅速加热至熔点,并通过干涉和旋转的电磁力产生的搅拌作用来使焊接材料混合均匀。
这种方法可以有效地提高焊接强度和焊接质量。
4. 激光焊接方法:激光焊接是一种将铝和钢通过激光束进行加热和熔化的方法。
激光束的高能量密度能够迅速加热焊接区域,使铝和钢迅速熔化并形成焊缝。
这种方法具有高效、快速、精确的特点,并且可以在焊接过程中控制热输入,减少焊接变形。
以上几种方法在实际应用中都有其适用的情况。
根据具体的焊接需求和工艺条件,选择合适的焊接方法是非常重要的。
此外,为了提高焊接质量和焊接强度,还需要进行适当的预处理和后处理工艺,如表面清洁、去氧化处理、预热等。
总之,钢铝复合焊接是一种有效的铝钢焊接方法,可以在一定程度上克服铝和钢的化学和物理差异。
通过合理选择适用的焊接方法和工艺参数,并进行适当的预处理和后处理,可以获得优良的焊接效果。
随着焊接技术的不断创新和发展,相信铝钢焊接的工艺和方法还将不断提升和完善。
焊接磁搅拌装置的研制及其应用

歇交变方波 , 具有体 积小 、 电路结构简单 、 可靠性高等 优点 , 而且电流 幅值 、 频率、 占空 比及 间歇 时间均连续 可调 , 可以满足 TG焊 、 I I M G焊 、 等离子弧焊等 多种焊
接方法的磁搅拌控制 。
1 焊接 磁搅 拌装 置主 电路
形核及结晶生长等过程进行有效地干预 , 使焊缝金属 的一次结晶组织细化 , 减小化学不均匀性 , 提高焊缝金
vc ,itr t n i n up t u rn oa he eg o ed .T i id o e ie c n b sd i h lcrma n tc ie nemie t mea do tu re tt c iv o d w ls hskn fd vc a e ue n teee t t t c o g ei
一ห้องสมุดไป่ตู้
常云龙 杨
旭
张建民 林
彬
介绍 了一种新型 的焊接磁搅拌装置 , 主电路采用 全桥式 双逆变结 构 , 分别采用 S 32 和 S32 G 55 G 56作为
次逆变和二次逆变 电路 的 P WM控制芯 片。同时采用软启动 电路 防止浪涌 电流 , 护功率开关管 。试验表 明 , 保 该
装置的参数调节范围大, 操作方便。通过调节装置的频率、 问歇时间和输出电流来控制铝合金 MG焊过程施加的 I
属的塑性和韧性 , 降低结晶裂纹和气孔的敏感性 , 从而 提高焊缝金属的性能 , 全面改善焊接接头的质量¨ 。
一
图1 是所研制的焊接磁搅拌装置的主电路结构框
图, 主要 由 四部 分 组 成 , 即输 入 整 流 滤 波 部 分 、 次 逆 一
般来说 , 外加 间歇交变磁场更加有利 于控制焊
谈搅拌摩擦焊技术研究与应用

CATALOGUE 目录•搅拌摩擦焊技术简介•搅拌摩擦焊技术研究现状•搅拌摩擦焊技术在不同领域的应用•搅拌摩擦焊技术的前景展望与发展趋势•结论搅拌摩擦焊是一种新型的焊接方法,其核心是利用搅拌头与工件之间的摩擦热和塑性变形热,使工件局部加热至塑性状态,并在搅拌头的强烈搅拌作用下实现材料的连接。
与传统的熔焊方法不同,搅拌摩擦焊过程中不涉及熔化,因此可以避免熔焊过程中出现的元素烧损、接头组织性能恶化等问题。
高效节能接头质量高适用范围广操作简单ABCD航空航天领域汽车制造领域其他领域轨道交通领域搅拌摩擦焊技术的应用范围搅拌摩擦焊技术的研究进展搅拌摩擦焊技术自发明以来,经过多年的研究和发展,已经在多个领域得到广泛应用。
在科研方面,研究者们不断探索新的搅拌摩擦焊技术,提高其焊接质量和效率。
在应用方面,搅拌摩擦焊技术已经应用于航空、航天、汽车、船舶等领域,取得了良好的效果。
010203搅拌摩擦焊技术的优势与局限搅拌摩擦焊技术的研究热点与挑战总结词搅拌摩擦焊技术在航空航天领域的应用具有广泛性和重要性。
要点一要点二详细描述搅拌摩擦焊技术在该领域主要用于制造飞机和火箭等关键部件,如铝合金和钛合金的焊接。
相比传统焊接方法,搅拌摩擦焊技术具有更高的焊接质量和更快的焊接速度,提高了生产效率,降低了制造成本。
此外,搅拌摩擦焊技术还具有较好的接头强度和耐腐蚀性,使得飞机和火箭等关键部件的寿命更长、安全性更高。
航空航天领域总结词搅拌摩擦焊技术在汽车制造领域的应用日益增多,成为汽车制造的重要焊接方法之一。
详细描述搅拌摩擦焊技术在该领域主要用于制造汽车车身、底盘和发动机等关键部件,如低碳钢、铝合金和不锈钢的焊接。
相比传统焊接方法,搅拌摩擦焊技术具有更高的焊接质量和更快的焊接速度,提高了生产效率,降低了制造成本。
此外,搅拌摩擦焊技术还具有较好的接头强度和耐腐蚀性,使得汽车的关键部件更加可靠、耐用。
总结词搅拌摩擦焊技术在船舶制造领域的应用具有广泛性和重要性。
电磁场原理的应用

电磁场原理的应用1.电力工程:电力输送依赖于电磁场理论,在电力工程中,电力系统中的变压器、变电站、导线等都是基于电磁场原理设计和构建的。
电磁场理论也用于分析和解决电力系统中的潮流计算、电磁暂态分析等问题,保证电网的稳定和安全运行。
2.焊接技术:电磁场理论在焊接技术中有重要应用。
例如,电磁搅拌焊接和电磁感应焊接能够通过电磁力将金属材料加热和熔化,实现焊接过程中的搅拌、融合和连接,提高焊接质量和效率。
3.通信工程:电磁场理论在通信工程中被广泛应用,包括无线通信、光通信、卫星通信等。
电磁波可以通过空气或其他介质传播信息,实现远距离的信息传输。
手机、电视、广播等设备都是基于电磁场原理设计和工作的。
4.电子设备:电磁场理论是电子设备设计和研发的基础。
电磁场在电子元器件中起到关键作用,例如电子管、晶体管、集成电路等。
电磁场还被用于电子器件的测量、分析和诊断,如电磁兼容性测试、阻抗测量、电磁波辐射的分析等。
5.医学影像技术:医学影像技术(如X射线、MRI、CT等)的原理是基于电磁场原理的。
X射线利用电磁波的穿透性和吸收性来获取人体内部的影像信息。
MRI利用强磁场和变化的电磁场来获取人体组织的详细结构信息。
CT则是通过不同方向的电磁波探测来还原出人体的三维结构。
6.粒子加速器:粒子加速器是研究基本粒子结构和物质性质的重要工具。
加速器中利用强大的电磁场对带电粒子进行加速和操控,使其达到高速和高能量状态。
电磁场在粒子的加速、束流控制和储存等方面发挥着重要作用。
7.安全探测技术:电磁场理论被广泛应用于各种安全探测技术,如金属探测器、雷达、X射线检测器等。
这些技术通过测量电磁场的特征来检测和识别目标物体,用于安检、地质勘探、无人机导航等领域。
总之,电磁场原理的应用涵盖了能源、通信、制造、医疗、科研等众多领域。
电磁场的理论和技术成为现代社会不可或缺的基础设施和工具,推动了人类科技的不断发展和创新。
随着科技的进步和人类对电磁场的认识的不断深入,电磁场原理的应用将进一步扩展和提高。
电磁搅拌焊接技术在铝合金结构工程中的应用

电磁搅拌焊接技术在铝合金结构工程中的应用铝合金作为一种轻质、高强度的金属材料,在航空航天、汽车制造和建筑等领域有着广泛的应用。
而在铝合金结构工程中,焊接是一项重要的工艺,用于将铝合金零部件连接成整体结构。
然而,传统的焊接方法在铝合金焊接中存在一些问题,如焊缝质量不稳定、变形严重等。
电磁搅拌焊接技术的出现为解决这些问题提供了新的途径。
电磁搅拌焊接技术是一种利用电磁场作用于熔池实现焊接的方法。
它通过在焊接过程中施加一个交变磁场,使熔池中的金属流动起来,从而实现焊缝的混合和搅拌。
相比传统的焊接方法,电磁搅拌焊接技术具有以下优势:首先,电磁搅拌焊接技术可以提高焊缝质量。
传统的焊接方法容易产生焊缝缺陷,如气孔、夹杂物等。
而电磁搅拌焊接技术通过搅拌熔池中的金属,可以使焊缝中的气体和夹杂物得到有效排除,从而提高焊缝的质量。
其次,电磁搅拌焊接技术可以减少焊接变形。
在传统的焊接过程中,由于热量集中在焊接区域,容易导致铝合金材料的热膨胀,从而产生焊接变形。
而电磁搅拌焊接技术通过均匀分布热量,可以减少焊接区域的热膨胀,从而减少焊接变形的发生。
此外,电磁搅拌焊接技术还可以提高焊接速度。
传统的焊接方法需要较长的焊接时间,而电磁搅拌焊接技术可以通过搅拌熔池中的金属,加快焊接速度,提高生产效率。
在铝合金结构工程中,电磁搅拌焊接技术已经得到了广泛应用。
例如,在航空航天领域,铝合金结构的轻量化是一个重要的研究方向。
传统的焊接方法在轻量化结构的焊接中存在一些问题,如焊缝质量不稳定、变形严重等。
而电磁搅拌焊接技术可以提高焊缝质量,减少焊接变形,从而满足轻量化结构的要求。
此外,在汽车制造领域,铝合金结构的应用也越来越广泛。
传统的焊接方法在汽车制造中存在一些问题,如焊缝质量不稳定、焊接速度慢等。
而电磁搅拌焊接技术可以提高焊缝质量,加快焊接速度,从而提高汽车制造的效率。
总之,电磁搅拌焊接技术在铝合金结构工程中具有重要的应用价值。
它可以提高焊缝质量,减少焊接变形,加快焊接速度,从而满足铝合金结构工程的要求。
磁场辅助焊接技术的研究与应用

磁场辅助焊接技术的研究与应用在现代制造业中,焊接技术作为一种关键的连接工艺,其质量和效率对于产品的性能和生产周期有着至关重要的影响。
随着科技的不断进步,磁场辅助焊接技术逐渐崭露头角,为焊接领域带来了新的机遇和挑战。
磁场辅助焊接技术的原理是在焊接过程中施加外加磁场,通过磁场与焊接电弧、熔池以及焊接过程中的传热、传质等物理过程的相互作用,来改善焊接接头的质量和性能。
这种技术的出现并非偶然,而是基于对焊接过程中物理现象的深入研究和对传统焊接技术局限性的认识。
在磁场的作用下,焊接电弧会发生形态和行为的改变。
电弧会受到洛伦兹力的作用,从而变得更加稳定,电弧的挺度增加,能够更好地穿透焊缝,提高焊接的熔深和熔宽比。
同时,磁场还可以改变电弧的分布,使其更加均匀,减少焊接过程中的热偏差,从而降低焊接残余应力和变形。
对于熔池而言,磁场的影响同样显著。
磁场能够促进熔池的流动,使熔池中的液态金属更加均匀地分布,减少气孔、夹渣等缺陷的产生。
此外,磁场还可以改变熔池的凝固过程,细化晶粒,提高焊缝的力学性能。
例如,在磁场的作用下,焊缝的强度和韧性往往能够得到显著提升,从而满足更高的使用要求。
在实际应用中,磁场辅助焊接技术已经在多个领域取得了显著的成果。
在航空航天领域,由于对焊接质量和可靠性的要求极高,磁场辅助焊接技术得到了广泛的应用。
例如,在飞机发动机的制造中,采用磁场辅助焊接技术可以提高涡轮叶片与轮盘的连接强度,延长发动机的使用寿命。
在汽车制造行业,磁场辅助焊接技术可以用于车身结构的焊接,提高焊接接头的疲劳强度,增强汽车的安全性和耐久性。
此外,在石油化工、能源等领域,磁场辅助焊接技术也在大型管道、压力容器等设备的焊接中发挥着重要作用。
然而,磁场辅助焊接技术的应用也并非一帆风顺,还存在一些需要解决的问题。
首先,磁场的参数选择和优化是一个复杂的过程,需要综合考虑焊接材料、焊接工艺、焊缝形状等多个因素。
如果磁场参数选择不当,可能会导致焊接质量下降甚至焊接失败。
搅拌摩擦焊接搅拌效果

搅拌摩擦焊接搅拌效果搅拌摩擦焊接是一种高效、环保的金属连接技术,通过搅拌和摩擦产生的热量将金属材料熔化并连接在一起。
它广泛应用于航空航天、汽车制造、船舶建造等领域,具有连接强度高、焊接速度快、无需添加外部材料等优点。
搅拌摩擦焊接的搅拌效果是其独特之处。
在焊接过程中,焊接头部分被搅拌器旋转而产生大量的热量,使金属材料熔化。
同时,搅拌器的搅拌作用使熔融的金属均匀混合,消除了焊接过程中可能出现的气孔、烧孔等缺陷。
搅拌效果可以提高焊接接头的强度和密实性,确保焊接质量。
搅拌摩擦焊接的搅拌效果与多个因素相关。
首先是搅拌头的设计。
搅拌头的形状和尺寸会直接影响搅拌效果。
合理设计的搅拌头能够更好地搅拌熔融金属,使其更加均匀混合。
其次是搅拌头的转速。
转速过高或过低都会影响搅拌效果,因此需要根据具体材料和焊接要求选择合适的转速。
同时,搅拌头的加压力度也会对搅拌效果产生影响。
适当的加压力度可以增加搅拌的效果,但过大的压力可能会导致金属材料的变形或断裂。
搅拌摩擦焊接的搅拌效果还与金属材料的性质密切相关。
不同的金属材料具有不同的熔点和热导率,这将直接影响焊接过程中的搅拌效果。
对于某些热导率较高的金属材料,需要采取一些措施来增加搅拌效果,如增加转速或加大加压力度。
此外,金属材料的组织结构和成分也会对搅拌效果产生影响。
一些金属材料可能存在晶粒细化或析出相的现象,这将影响焊接接头的强度和韧性。
搅拌摩擦焊接的搅拌效果不仅仅是焊接接头的强度和质量,还涉及到焊接过程的稳定性和可控性。
搅拌效果的好坏直接影响焊接的速度和效率。
良好的搅拌效果可以提高焊接速度,减少生产成本。
另外,搅拌效果还可以减少焊接过程中的热变形和应力集中,提高焊接接头的稳定性和可靠性。
搅拌摩擦焊接的搅拌效果是其独特的焊接技术特点之一。
通过搅拌和摩擦产生的热量,金属材料得以熔化并连接在一起。
搅拌效果的好坏直接影响焊接接头的强度、质量、速度和效率。
因此,在实际应用中,需要根据具体的焊接要求和材料特性,合理设计搅拌头的形状和尺寸,并选择合适的转速和加压力度,以达到最佳的搅拌效果。
焊接新方法、新工艺、新材料

焊接新方法、新工艺、新材料焊接是一种常见的金属连接方法,广泛应用于制造业、建筑业和航空航天等领域。
随着科技不断发展,焊接新方法、新工艺和新材料不断涌现,推动了焊接技术的不断进步。
本文将就焊接新方法、新工艺和新材料展开探讨。
一、焊接新方法1.激光焊接:激光焊接是一种高能密度焊接方法,通过激光束对焊接材料进行加热,实现焊接连接。
相比传统焊接方法,激光焊接具有热影响区小、变形小、焊缝窄等优点,适用于对材料要求严格的领域,如航空发动机零部件的焊接。
2.摩擦搅拌焊接:摩擦搅拌焊接是一种不加热的焊接方法,通过工具在材料间产生摩擦热,实现焊接连接。
该方法适用于铝合金等不易焊接的材料,能够获得优良的焊接组织和性能。
3.电磁搅拌焊接:电磁搅拌焊接是一种利用电磁场对材料进行加热和搅拌的焊接方法,可有效减少焊接变形和残余应力,适用于对焊接变形要求严格的领域。
二、焊接新工艺1.智能化焊接:随着人工智能、机器人技术在制造领域的广泛应用,智能化焊接得以实现。
通过人工智能技术,焊接过程可以实现自动化控制和监测,提高焊接质量和效率。
2.多层多道焊接:多层多道焊接是一种针对大型厚板焊接的新工艺,通过多次焊接和热处理过程,实现焊接缝的分层填充和控制,提高了焊接接头的性能和可靠性。
三、焊接新材料1.高强度钢:高强度钢是一类具有优良力学性能和焊接性能的新型材料,广泛应用于汽车制造、桥梁建设等领域,提高了焊接构件的强度和轻量化效果。
2.复合材料:复合材料是一种由两种或两种以上的材料组成的新型材料,具有轻质、高强度等优点。
其焊接工艺和方法的研究,对提高复合材料结构件的焊接质量至关重要。
焊接新方法、新工艺和新材料的不断涌现推动了焊接技术的发展和进步,为制造业和相关领域的发展提供了新的可能性和机遇。
随着科学技术的不断进步,相信焊接技术将迎来更加美好的发展前景。
搅拌摩擦焊技术应用现状及发展趋势

搅拌摩擦焊技术应用现状及发展趋势
搅拌摩擦焊技术是一种高效、环保、低能耗的焊接方式,已经逐渐取代传统的焊接工艺。
目前,搅拌摩擦焊技术已经广泛应用于汽车、飞机、船舶、建筑、电力、医疗等领域,成为现代产业中必不可少的技术手段。
随着科技的不断发展,搅拌摩擦焊技术也在逐步完善和改进。
未来的发展趋势主要有以下几个方面:
1. 自适应控制技术的应用:通过传感器和计算机控制技术,实现对焊接过程的实时监测与自适应控制,提高焊接质量和效率。
2. 多功能复合焊接技术的开发:利用搅拌摩擦焊技术与其它材料加工技术相结合,开发出具有多种功能的复合材料焊接技术。
3. 大型结构焊接技术的研究:针对大型结构的焊接难题,开发出适用于大型结构的搅拌摩擦焊接技术,提高焊接效率和质量。
4. 便携式搅拌摩擦焊接设备的研发:开发出重量轻、便于携带的搅拌摩擦焊接设备,解决在无电源、环境恶劣等情况下无法进行焊接的问题。
总之,搅拌摩擦焊技术的应用前景十分广阔,随着技术的不断发展,其在现代产业中的地位将会越来越重要。
搅拌摩擦焊的应用

搅拌摩擦焊的应用
搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,简称FSW)是一种高效、高质量的焊接技术,广泛应用于各种工业领域。
以下是搅拌摩擦焊的一些应用领域:
1、汽车制造:搅拌摩擦焊在汽车制造中得到了广泛的应用,用于焊接汽车的底盘、车身、车顶、车门等部件。
这种焊接方法可以大大提高生产效率,降低生产成本,同时保证焊接质量。
2、航空领域:在航空领域,搅拌摩擦焊用于焊接飞机机身、机翼、起落架等部件。
这种焊接方法可以保证焊接质量,提高飞行安全性。
3、铁路运输:在铁路运输领域,搅拌摩擦焊用于焊接火车车厢、铁路桥梁等部件。
这种焊接方法可以提高焊接质量,延长设备使用寿命。
4、船舶制造:在船舶制造领域,搅拌摩擦焊用于焊接船体、甲板、船舱等部件。
这种焊接方法可以提高焊接质量,保证船舶安全性能。
5、能源工程:在能源工程领域,搅拌摩擦焊用于焊接石油管道、天然气管道、水处理设施等部件。
这种焊接方法可以提高焊接质量,保证能源输送安全。
6、机械制造:在机械制造领域,搅拌摩擦焊用于焊接各种机械设备的关键部件,如压力容器、泵、阀门等。
这种焊接方法可以提高焊接质量,保证设备运行安全。
总之,搅拌摩擦焊作为一种高效的焊接技术,已经在各个工业领域得到了广泛的应用,大大提高了生产效率和质量。
搅拌摩擦焊接基础及应用

搅拌摩擦焊接基础及应用
搅拌摩擦焊接是一种新型的焊接技术,它是通过搅拌和摩擦的作用,将两个金属材料焊接在一起。
这种焊接技术具有许多优点,如焊接速度快、焊接质量高、焊接接头强度高等。
因此,它在航空、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。
搅拌摩擦焊接的基本原理是利用摩擦热和塑性变形来实现焊接。
在焊接过程中,两个金属材料被夹紧在一起,然后通过旋转和搅拌的方式,产生摩擦热,使金属材料表面温度升高,达到熔点以上。
同时,由于金属材料受到搅拌的作用,产生了塑性变形,使金属材料表面形成了一个塑性流体区域。
当搅拌头停止旋转时,金属材料表面的塑性流体区域会迅速冷却,形成一个坚固的焊接接头。
搅拌摩擦焊接技术具有许多优点。
首先,它可以实现快速焊接,焊接速度比传统的焊接技术快得多。
其次,焊接接头的质量非常高,焊接接头的强度和密封性都非常好。
此外,搅拌摩擦焊接技术还可以焊接各种金属材料,包括铝合金、钛合金、镁合金等。
因此,它在航空、汽车、船舶等领域得到了广泛的应用。
搅拌摩擦焊接技术是一种非常有前途的焊接技术。
它具有许多优点,可以实现快速、高质量的焊接。
随着技术的不断发展,相信搅拌摩擦焊接技术将会在更多的领域得到应用。
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从材料学的角度讲, 焊接过程实际上是金属材料的熔化和 重新凝固的过程, 因此电磁搅拌技术对焊缝组织同样具有改进 作用。因此, 在Tseng 和 Savage[5]第一次深入研究了电磁搅拌钨 极气体保护电弧焊对材料微观结构和性能的影响后, 各国学者 相继将该技术应用于焊接过程, 并取得了一定效果。
( 3) 抑 制 焊 缝 中 气 孔 的 数 量 高 强 铝 合 金2A14焊 接 时 易 产生夹渣并且在焊缝中生成气孔 ( 结晶层气孔和皮下气孔) , 严重影响焊接接头的 塑 韧 性 , 并 增 加 裂 纹 的 敏 感 性 。 文 献[11] 在采用合理焊接工艺的前提下, 利用磁场频率1 ̄5 Hz、磁感应 强度0.02 ̄0.05 T的间歇交变纵向磁场, 较好地抑制了焊缝中的 气孔数量。
在电磁搅拌焊接过程中, 外加磁场的方式和磁感应强度的 大小、频率和分布直接影响焊缝的成形及焊缝组织和性能。因 此, 掌握外加磁场的特性并加以合理利用是获得电磁搅拌良好 效果的关键。但应用于焊接过程中的搅拌磁场比较复杂, 在焊 接生产条件下实际测量磁场分布也相当困难, 致使对外加磁场 分 布 的 研 究 和 测 量 还 比 较 薄 弱 , 目 前 主 要 通 过 有 限 元 分 析[23]、 无瑕点的单积分数学模型等数值分析方法对外加磁场进行研 究、设计和优化。
Welding Technology Vol.35 No.5 Oct. 2006 文章编号: 1002- 025X( 2006) 05- 0003- 04
电磁搅拌技术在焊接中的应用
·专题综述· 3
汤光平, 陈金明, 刘 俊
( 中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所, 四川 绵阳 621900)
摘要: 作为控制金属凝固过程的有效手段, 电磁搅拌技术在焊接过程中的应用日益广泛。综述了该技术在焊接过程中的具体应用, 包
国 旭 明 [15]在 对 管 线 钢 进 行 埋 弧 焊 时 , 施 加 磁 感 应 强 度 为 60 ̄80 mT、 频 率 为6 ̄8 Hz的 外 加 磁 场 , 抑 制 了 先 共 析 铁 素 体 和 侧 板 条 铁 素 体 , 使 晶 内 针 状 铁 素 体 的 比 例 由 85.1%提 高 到
罗 键[10]等 通 过 研 究 发 现 : 在 间 歇 交 变 纵 向 磁 场 的 作 用 下 , GTAW焊接电弧外形不断变化, 焊接电弧穿透力降低, 使焊缝 熔宽增大, 熔深减小; 同时电弧的气动压力分布也发生了变 化, 引起电弧及熔池行为发生变化; 焊接电弧和焊接熔池电、
4 ·专题综述·
热、力等性质的变化, 使焊接熔池液态金属出现周期性搅拌式 运动, 影响了液态金属的凝固过程, 从而最终影响焊缝的成 形。
( 2) 影 响 焊 缝 成 形 为 了 保 证 生 产 周 期 , 在TIG焊 过 程 中 经常需要提高焊接速度, 但这样容易导致电弧阳极斑点滞后, 造成电弧较大的后拖, 引起焊缝严重咬边和成形不良。当施加 0.26, 0.52 A的 励 磁 电 流 产 生 交 变 横 向 磁 场 时 , 产 生 的 电 磁 力 使电弧发生偏转, 在前后2个方向拉长后形成扇形, 这样, 电 弧 总 有1/2向 前 偏 转 , 从 而 有 效 控 制 电 弧 的 后 拖 , 克 服 咬 边 , 改 善 成 形[8]。 文 献[9]研 究 了 间 歇 交 变 纵 向 磁 场 对TIG焊 焊 接 不 同材料 (低碳钢、不锈钢 和 铝 合 金) 的 焊 缝 成 形 的 影 响 。 大 量 的工艺试验及对焊缝宏观参数的测量表明: 焊缝成形质量受到 外加磁场的磁感应强度、频率以及焊接速度、焊接电流等综合 因素的影响。
的夹角越大, 横磁分量所占的比例越高, 磁场的均匀程度越
低。在正脉冲与负脉冲励磁电流作用下, 磁场的区别仅在于改
变场点的磁感应强度矢量方向。不同位置实际测试的磁感应强 度与计算结果十分接近, 见表1[25], 说明试验结果计算模型比较
符合实际情况。
表1 磁感应强度值 ( 励磁电流为1 A)
坐标 (r,z) /mm B测 量 /mT B计 算 /mT
在药芯焊丝堆焊成各种高硬度高耐磨堆焊金属时, 要求熔 敷金属要有很高的硬 度 和 很 好 的 抗 裂 性 。 文 献[14]采 用 电 磁 搅 拌工艺, 通过电磁力激烈地搅拌熔池, 击碎粗大的柱状晶, 细 化焊缝晶粒, 不仅适当提高了堆焊金属的硬度, 还将其磨损量 降 低 了1/2 ̄2/3, 有 效 改 善 了 熔 敷 金 属 的 综 合 力 学 性 能 , 尤 其 是抗裂性能。
针对CO2气 体 保 护 焊 时 与 电 极 同 轴 的 单 个 轴 对 称 空 心 圆 柱 线圈在励磁电流作用下产生的外加磁场, 采用无瑕点单积分磁 场的数学模型 , 经过模拟和计算表明[24]: 纵向磁场在电弧区域 内的分布并不均匀, 具有横磁分量; 随场点远离对称轴和线圈 端面, 其磁感应强度不断衰减; 同一横截面中, 横磁分量与纵 磁分量的比率随着径向距离的增大而增大; 在焊接区域附近, 外加磁场的纵磁分量明显大于横磁分量, 磁场分布比较均匀。
焊接技术 第 35 卷第 5 期 2006 年 10 月
91.7%, 同时使焊缝非金属 夹 杂 物 的 总 数 和 体 积 分 数 减 少 , 组 织 进 一 步 细 化 , 将 熔 敷 金 属 的 低 温 冲 击 吸 收 功 由110 J提 高 到 154 J, 约提高40%。而 文 献[16 ̄18]通 过 研 究 发 现 , 在He- TIG 焊 焊 接2A14铝 合 金 时 , 正 确 选 择 磁 场 参 数 , 并 与 焊 接 工 艺 参 数恰当匹配, 可以有效细化焊接接头的组织 ( 图3) , 减小熔合 区及热影响区宽度, 提高焊接接头冲击吸收功 ( 平均提高约 20%) , 接头的弯曲角普遍增大。
收稿日期: 2006- 05- 11 基金项目: 中国工程物理研究院科学技术基金资助课题 (20050322)
路时间缩短, 熔滴可快速地在熔池表面铺展而不被迅速增长的 电磁力排斥出熔池, 从而减少飞溅; 同时外加磁场可以减小短 路峰值电流和短路初期的短路电流, 从而减小短路初期的飞 溅; 外加磁场对短路液桥还会在直径方向产生向内的磁致压力 作用, 从而加速液桥的断开, 降低短路末期的能量积累, 减少 短路末期电爆炸飞溅, 进而有效地控制飞溅, 保证焊接质量。 外 加 磁 场 对 飞 溅 的 控 制 效 果 如 图 1所 示 [7]。
2 外加磁场的数值计算 在金属连铸和半固态成形过程中, 对磁场作用下金属的流
场、温度场、变形行为、自由表面形状和稳定化方面的数值计 算 和 模 拟 的 研 究 比 较 多 , [19 ̄22] 而 焊 接 过 程 中 电 磁 搅 拌 的 计 算 机 模拟和数值计算还不多, 主要集中在焊接区域附近磁场模型的 建立和计算。
1 电磁搅拌的作用 1.1 对焊接质量的影响
( 1) 控 制 飞 溅 在CO2气 体 保 护 焊 过 程 中 , 熔 滴 过 渡 后 , 电弧重新引燃时, 焊接电流过大或焊接电流增大过快, 焊丝上 残留的熔滴或熔池金属被排斥出来以及熔池冶金剧烈反应或有 CO气体逸出时, 都可能产生剧烈的飞溅现象[6], 从而影响焊缝 质量。如果焊接时施加一定的外加磁场强度, 电弧中带电粒子 在等离子流力、热扩张力、洛仑兹力等力的联合作用下, 提高 了电弧的挺度和稳定性, 增加了弧柱的能量密度及电场强度, 使弧柱温度提高, 焊丝的熔化速度加快, 熔滴尺寸和它们在焊 丝端部存在的时间减少, 熔滴经过电弧区的过渡频率增加, 短
场问题, 采用无瑕点单积分法确定空间任意点的磁感应强度B
( ρ, z) , 可通过式 ( 1) 来表示:
2
! B( ρ, z) =ω (- 1)i-j[Fρ( Ai ,Zj) eρ+Fz( Ai ,Zj) ez]( ρ≠0) ,
( 1)
i,j=1
而 线 圈 对 称 轴 上(ρ=0)的 磁 感 应 强 度Bz( 0, z) 可 通 过 式 ( 2) 来 表 示[25]:
2
{ Bz(
0,
z)
=
μ0J 2
(b-
z)
ln
a2+[a2
2
+(b-
z)2]1/2
+
a1+[a1 +(b- z)2]1/2
2
} (b+z)
ln
a2+[a2
2
a1+[a1
+(b+z)2]1/2 +(b+z)2]1/2
。
( 2)
数值计算表明: 对称轴z上各点的磁感应强度B的矢量方向 与z轴 平 行 , 均 无 横 磁 分 量 , 磁 感 应 强 度 的 大 小 与 离 开 钨 极 (阴 极) 的 距 离 成 反 比 ; 在 非 对 称 轴 上 各 场 点 的B均 有 横 磁 分 量, 离对称轴 (电弧中心 轴) 越 远 , 磁 感 应 强 度 矢 量 与 对 称 轴
Welding Technology Vol.35 No.5 Oct. 2006 模拟的磁感应强度分布如图4所示。
图4 空心圆柱线圈磁场的磁感应强度的流线分布
而 对 于1Cr18Ni9Ti不 锈 钢TIG焊 , 外 加 间 歇 交 变 纵 向 磁 场
在进行数值计算时可简化为开域、连续、线性、轴对称和时变
( 4) 防 止 焊 缝 结 晶 裂 纹 的 产 生 高 强 度 变 形 铝 合 金2A14 (相 近 牌 号 : 美 国 为 2014, 英 国 为 L87) 属 于 铝 - 铜 - 镁 - 硅 系 , 熔焊时产生热裂纹的倾向比较大。通过调整和严格控制合金基 体 中 杂 质 元 素 铁 和 钛 的 含 量 , 并 以6A02合 金 作 添 加 材 料 , 可 保 证 合 金 的 熔 焊 性 能 合 格[12]。 殷 咸 青[13]等 研 究 了 外 加 磁 场 的 频 率和磁感应强度对ห้องสมุดไป่ตู้缝结晶裂纹的影响, 如图2所示。结果表 明: 在磁感应强度保持一定、磁场频率为2 ̄5 Hz时, 裂纹长度 明 显 减 小 ; 当 磁 场 频 率 为2 Hz、 磁 感 应 强 度 为0.03 ̄0.05 T时 , 裂纹长度减至最小。因此在合理的磁场参数条件下, 焊缝结晶 裂纹可以完全抑制。