超音频直流脉冲氩弧焊接头组织性能优化机理研究

基于已建立的超音频直流脉冲氩弧焊接试验研究平台，结合现代先进的数字仿真和信号传感理论与技术，对超音频快变换直流脉冲氩弧焊电弧特性开展基础研究，建立超音频快变换直流脉冲氩弧焊"电弧-熔池"系统的数学模型；对脉冲电弧力、焊缝熔池金属的动态结晶过程和焊缝显微组织变化等规律进行研究分析，重点研究和分析超音频快变换直流脉冲TIG焊特征参数、电流上升沿和下降沿变化速率等对焊接接头质量和性能的影响，探究超音频快变换直流脉冲氩弧焊接头组织性能优化的机理；进行大量的超音频快变换直流脉冲TIG焊工艺试验，并利用先进的测试分析手段对焊接接头进行测试和分析，建立该技术适用的工艺参数MAP图。超音频快变换直流脉冲氩弧焊是一种潜在的优质高效特种电弧焊工艺技术，具有独特的高频效应和电弧超声作用，对其焊接接头组织性能优化机理进行系统深入研究，具有重要的理论意义和工程应用价值。

本项目通过对超音频直流脉冲氩弧焊电弧物理、熔池流动及组织性能开展的大量试验测试及研究分析等工作，掌握了超音频直流脉冲氩弧焊电弧行为特点，系统深入地研究了超音频直流脉冲氩弧焊接头组织和性能的优化机理，从电弧力、电弧形态、熔池振动、接头力学性能测试等方面研究入手，通过有限元分析模拟以及组织、性能（疲劳）测试分析，建立了熔池运动模型，分析总结了电弧行为对熔池流动行为、熔池振动、焊缝组织形貌、晶粒细化及接头力学性能的影响规律，并建立了适用于TC4钛合金的超音频脉冲氩弧焊工艺参数MAP图，为超音频直流脉冲氩弧焊技术发展与工程应用奠定了良好的技术应用基础。项目申报发明专利1项，发表（含录用）论文8篇，其中SCI源刊1篇（已网络刊出），EI检索4篇，EI源刊3篇。