The keyhole PAW includes several types as follows: DC plasma
arc welding, pulsed plasma arc welding, variable polarity plasma
arc welding, and other special plasma arc welding.
(1) DC plasma arc welding. It is called DC plasma arc welding when
the constant direct current is used in PAW. In the initial stage
of the study on plasma arc welding, constant direct current is
applied at first. The current in the DC PAW depends on the plate
thickness and the penetration requirement. And the slight fluctuation
of the welding parameters (e.g. welding velocity, plate
thickness, welding current) will result in the closure of the keyhole
and the instability of the welding process because of the
thermodynamic equilibrium state depending on multitudinous
factors. Consequently, proper range of the welding parameters
should be chosen cautiously for the stable welding process in
the DC keyhole PAW [15]. However, its application is limited
because of the small regulation margin.
(2) Pulsed plasma arc welding. During PAW process, keyhole is
formed inside the weld pool, and it is sensitive to any changes
of the welding parameters. Whether the keyhole condition is
in quasi-steady state or not critically determines the stability
of welding process and the quality of weld joints [16]. In conventional
keyhole PAW, the appropriate parameter-window
is narrower [17,18]. To expand the parameter-window for
quasi-steady state of keyhole, pulsed current PAW is invented
to produce one keyhole for each pulse with a pulse current
waveform such as typical square-waveform of welding current
[18], as shown in Fig. 4. After the keyhole is established,
the current is switched from the peak current to the low base
current so that the keyhole is closed to avoid burn-through
[19].
The pulsed heating of the metal expands the adjustable range
of the thermal conditions in welding and reduces heat accumulation
on the metal. As a result, welding heat input can be
controlled strictly to guarantee a good quality of the welding
bead in all-position welding. However, for square waveform
PAW, the mode “one keyhole in each pulse” is usually suitable
to welding of metal sheet thinner than 4 mm [18].
(3) Variable polarity plasma arc welding (VPPAW). Standard plasma
arc welding, though used effectively on many other metals, had
not been practical on aluminum alloys until the incorporation
of the variable polarity characteristic. Variable polarity plasma
arc welding, i.e., VPPAW process, combining the unique plasma
keyhole capabilities with cyclic variable polarity, was developed
by Van Cleave at Boeing Company [5], which provides
many benefits for aluminum applications such as aerospace
manufacture [14].
Fig. 5. Schematic of variable polarity current waveform.
Electrode negative operation (straight polarity) is necessary for
plasma arc and it provides sufficient constant heat to the workpiece
and minimizes heat buildup at the tungsten. But it would produce
an unstable arc and irregularly shaped weld bead. Reverse polarity
(electrode is positive and workpiece is negative) has the advantage
that the workplace is subjected to a cleaning process due to the
phenomenon of cathode cleaning action, by the impingement of
heavy (compared to electrons) positive ions on the workpiece surface
and the evaporation of oxides due to high current density on
the cathode spot.
As shown in Fig. 5, a variable polarity square-wave with unequal
straight and reverse polarity times offers a combination of the high
heating capability of straight polarity with the cleaning feature
of reverse polarity [20]. Adequate cleaning is obtained by incorporating
a relatively short (one-tenth to one-fifth the duration of
the straight polarity current) pulse of reverse polarity current into
the welding current waveform. Fig. 6 is the schematic of variable
polarity plasma arc welding.
2.3. Process parameters
In plasma arc welding, the quality of the weld depends on a
large number of factors, especially the physical characteristics of
the material to be welded and the welding parameters to be used
[21]. The welding process parameters must be carefully balanced
to maintain the stability of the keyhole and the weld pool. Instabilities
can result in weld discontinuities such as excessive penetration
and incomplete penetration. The main parameters having a significant
effect on welding quality include nozzle shape and size,
tungsten electrode set-back, the distance from the nozzle to the
workpiece, tungsten electrode material and size, welding current,
the composition and flow rate of the plasma gas, welding speed,
the composition and flow rate of the shielding gas, etc.
PAW รูกุญแจรวมถึงหลายประเภทดังต่อไปนี้: DC พลาสม่า
เชื่อมอาร์, การเชื่อมอาร์พลาสม่าชีพจรขั้วพลาสม่าตัวแปร
การเชื่อมอาร์และพลาสม่าพิเศษอื่น ๆ การเชื่อมอาร์.
(1) การเชื่อมอาร์ซีพลาสม่า มันถูกเรียกว่าการเชื่อมอาร์ซีพลาสม่าเมื่อ
กระแสตรงคงที่จะใช้ในการ PAW ในระยะแรก
ของการศึกษาเกี่ยวกับการเชื่อมอาร์พลาสม่า, กระแสตรงคงที่
นำมาใช้ในตอนแรก ปัจจุบันในซี PAW ขึ้นอยู่กับแผ่น
ความหนาและความต้องการการเจาะ และความผันผวนเล็กน้อย
ของพารามิเตอร์เชื่อม (เช่นความเร็วการเชื่อมแผ่น
หนาเชื่อมปัจจุบัน) จะมีผลในการปิดรูกุญแจ
และความไม่แน่นอนของการเชื่อมเพราะ
รัฐสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ขึ้นอยู่กับหลากหลาย
ปัจจัย ดังนั้นช่วงที่เหมาะสมของพารามิเตอร์การเชื่อม
ควรจะเลือกอย่างระมัดระวังสำหรับการเชื่อมมีเสถียรภาพใน
รูกุญแจ DC PAW [15] อย่างไรก็ตามการประยุกต์ใช้มี จำกัด
เนื่องจากอัตรากำไรขั้นต้นการควบคุมขนาดเล็ก.
(2) การเชื่อมอาร์พลาสม่า Pulsed ในระหว่างกระบวนการ PAW, รูกุญแจเป็น
รูปแบบภายในสระว่ายน้ำการเชื่อมและมันมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงใด ๆ
ของพารามิเตอร์การเชื่อม ไม่ว่าจะเป็นสภาพที่รูกุญแจเป็น
อยู่ในสภาพกึ่งคงที่หรือไม่อย่างยิ่งจะเป็นตัวกำหนดความมั่นคง
ของกระบวนการเชื่อมและคุณภาพของข้อต่อเชื่อม [16] ในการชุมนุม
PAW รูกุญแจ, ที่เหมาะสมพารามิเตอร์หน้าต่าง
แคบ [17,18] เพื่อขยายหน้าต่างพารามิเตอร์สำหรับ
รัฐกึ่งคงที่ของรูกุญแจ, PAW ปัจจุบันชีพจรคิดค้น
การผลิตรูกุญแจหนึ่งสำหรับชีพจรกับการเต้นของชีพจรปัจจุบันแต่ละ
รูปแบบของคลื่นเช่นปกติตารางรูปแบบของคลื่นของการเชื่อมปัจจุบัน
[18] ดังแสดงในรูปที่ 4. หลังจากรูกุญแจที่จะจัดตั้งขึ้น
ในปัจจุบันถูกเปลี่ยนจากยอดปัจจุบันไปยังฐานที่ต่ำ
ในปัจจุบันเพื่อที่จะปิดรูกุญแจที่จะหลีกเลี่ยงการเผาไหม้ผ่าน
[19].
ชีพจรความร้อนของโลหะขยายช่วงปรับ
เงื่อนไขความร้อน ในการเชื่อมและลดการสะสมความร้อน
บนโลหะ เป็นผลให้ความร้อนเชื่อมสามารถ
ควบคุมอย่างเคร่งครัดในการรับประกันคุณภาพที่ดีของการเชื่อม
ลูกปัดในทุกท่าเชื่อม อย่างไรก็ตามสำหรับรูปแบบของคลื่นตาราง
PAW โหมด "หนึ่งในรูกุญแจแต่ละพัลส์" มักจะเหมาะ
ที่จะเชื่อมโลหะแผ่นบางกว่า 4 มม [18].
(3) พลาสม่าขั้วตัวแปรเชื่อม (VPPAW) มาตรฐานพลาสม่า
เชื่อมอาร์แม้ว่าจะใช้อย่างมีประสิทธิภาพบนโลหะอื่น ๆ อีกมากมายได้
ไม่ได้รับการปฏิบัติเกี่ยวกับอลูมิเนียมจนการรวมตัวกัน
ของลักษณะขั้วตัวแปร ขั้วตัวแปรพลาสม่า
เชื่อมอาร์คือกระบวนการ VPPAW รวมพลาสม่าที่ไม่ซ้ำกัน
ความสามารถในรูกุญแจกับขั้วตัวแปรวงจรได้รับการพัฒนา
โดยแวนเชื่อมั่นที่โบอิ้ง บริษัท ได้ [5] ซึ่งมี
ประโยชน์มากสำหรับการใช้งานอลูมิเนียมเช่นการบินและอวกาศ
ผลิต [14].
รูป . 5. แผนผังของขั้วตัวแปรสัญญาณปัจจุบัน.
Electrode ดำเนินการลบ (ขั้วตรง) เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับ
พลาสม่าและให้ความร้อนที่เพียงพออย่างต่อเนื่องเพื่อชิ้นงาน
และลดการสะสมความร้อนที่ทังสเตน แต่มันจะผลิต
โค้งไม่แน่นอนและเชื่อมลูกปัดรูปทรง ขั้วกลับ
(อิเล็กโทรดเป็นบวกและชิ้นงานที่เป็นลบ) มีความได้เปรียบ
ที่ทำงานอยู่ภายใต้กระบวนการทำความสะอาดเนื่องจาก
ปรากฏการณ์ของการดำเนินการทำความสะอาดแคโทดโดยการปะทะของ
หนัก (เมื่อเทียบกับอิเล็กตรอน) ประจุบวกบนพื้นผิวชิ้นงาน
และ การระเหยของออกไซด์เนื่องจากความหนาแน่นกระแสสูงใน
จุดแคโทด.
ดังแสดงในรูป 5 ขั้วตัวแปรตารางคลื่นที่มีไม่เท่ากัน
ตรงและครั้งขั้วกลับมีการรวมกันของสูง
ความสามารถความร้อนของขั้วตรงที่มีคุณสมบัติในการทำความสะอาด
ของขั้วกลับ [20] การทำความสะอาดที่เพียงพอจะได้รับโดยการใช้มาตรการ
ที่ค่อนข้างสั้น (หนึ่งในสิบถึงหนึ่งในห้าระยะเวลาของ
ขั้วตรงปัจจุบัน) ชีพจรของขั้วกลับปัจจุบันลงใน
รูปแบบของคลื่นเชื่อมปัจจุบัน มะเดื่อ 6 เป็นแผนผังของตัวแปร
ขั้วเชื่อมอาร์พลาสม่า.
2.3 พารามิเตอร์กระบวนการ
ในการเชื่อมอาร์พลาสม่าที่มีคุณภาพของการเชื่อมขึ้นอยู่กับ
จำนวนมากของปัจจัยโดยเฉพาะอย่างยิ่งลักษณะทางกายภาพของ
วัสดุที่จะเชื่อมและพารามิเตอร์การเชื่อมที่จะใช้
[21] พารามิเตอร์การเชื่อมจะต้องมีความสมดุลอย่างระมัดระวัง
เพื่อรักษาเสถียรภาพของรูกุญแจและสระว่ายเชื่อม ความไม่มีเสถียรภาพ
จะส่งผลในการเชื่อมต่อเนื่องเช่นการรุกมากเกินไป
และการเจาะที่ไม่สมบูรณ์ ตัวแปรหลักที่มีนัยสำคัญ
ผลกระทบต่อเชื่อมที่มีคุณภาพรวมถึงรูปทรงและขนาดหัวฉีด,
อิเล็กโทรดทังสเตนตั้งกลับระยะทางจากหัวฉีดไปยัง
ชิ้นงานวัสดุอิเล็กโทรดทังสเตนและขนาดกระแสเชื่อม,
องค์ประกอบและอัตราการไหลของก๊าซพลาสมา ความเร็วในการเชื่อม,
องค์ประกอบและอัตราการไหลของก๊าซป้องกัน ฯลฯ
การแปล กรุณารอสักครู่..

The keyhole PAW includes several types as follows: DC plasma
arc welding, pulsed plasma arc welding, variable polarity plasma
arc welding, and other special plasma arc welding.
(1) DC plasma arc welding. It is called DC plasma arc welding when
the constant direct current is used in PAW. In the initial stage
of the study on plasma arc welding, constant direct current is
applied at first. The current in the DC PAW depends on the plate
thickness and the penetration requirement. And the slight fluctuation
of the welding parameters (e.g. welding velocity, plate
thickness, welding current) will result in the closure of the keyhole
and the instability of the welding process because of the
thermodynamic equilibrium state depending on multitudinous
factors. Consequently,ช่วงที่เหมาะสมของพารามิเตอร์การเชื่อม
ควรจะเลือกอย่างระมัดระวังสำหรับกระบวนการเชื่อมคงที่
DC Keyhole อุ้งเท้า [ 15 ] อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้จำกัด
เพราะขอบระเบียบเล็ก
( 2 ) พัลการเชื่อมอาร์กพลาสมา ในระหว่างกระบวนการอุ้ง keyhole คือ
เกิดขึ้นภายในเชื่อมสระ และมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลง
ของการเชื่อมพารามิเตอร์ ไม่ว่าจะเป็นเงื่อนไข
รูกุญแจin quasi-steady state or not critically determines the stability
of welding process and the quality of weld joints [16]. In conventional
keyhole PAW, the appropriate parameter-window
is narrower [17,18]. To expand the parameter-window for
quasi-steady state of keyhole, pulsed current PAW is invented
to produce one keyhole for each pulse with a pulse current
สัญญาณรูปคลื่นสี่เหลี่ยมทั่วไปเช่นในปัจจุบัน
[ 18 ] เชื่อม ดังแสดงในรูปที่ 4 หลังจากที่ดาวเทียมได้ก่อตั้ง ปัจจุบันจะเปลี่ยนจาก
สูงสุดในปัจจุบันต่ำถึงฐาน
ปัจจุบันเพื่อให้รูกุญแจ ปิด เพื่อหลีกเลี่ยงการเผาผ่าน
[ 19 ] .
แบบพัลส์ความร้อนของโลหะขยาย ปรับช่วง
สภาพความร้อน และช่วยลดการสะสมของความร้อนในการเชื่อม
บนโลหะการป้อนข้อมูลสามารถเชื่อมความร้อน
ควบคุมอย่างเคร่งครัด เพื่อรับประกันคุณภาพของการเชื่อม
ลูกปัดทุกตำแหน่งเชื่อม อย่างไรก็ตาม สำหรับตารางสัญญาณ
อุ้งเท้า โหมด " หนึ่งรูกุญแจในแต่ละชีพจร " มักจะเหมาะ
เพื่อเชื่อมแผ่นโลหะที่บางกว่า 4 มม. [ 18 ] .
( 3 ) ตัวแปรขั้วเชื่อมอาร์คพลาสมา vppaw ) พลาสมา
มาตรฐานเชื่อมอาร์คแม้ว่าการใช้อย่างมีประสิทธิภาพของโลหะอื่น ๆอีกมากมายมี
ไม่ได้รับการปฏิบัติในโลหะผสมอลูมิเนียมจนประสาน
ของตัวแปรที่เป็นลักษณะ ขั้วเชื่อมอาร์คพลาสมา
ตัวแปร ได้แก่ กระบวนการ vppaw รวมเฉพาะพลาสมา
รูกุญแจในขั้วตัวแปรวัฏจักรพัฒนา
โดยรถตู้แล่งที่บริษัทโบอิ้ง [ 5 ] ซึ่งมี
many benefits for aluminum applications such as aerospace
manufacture [14].
Fig. 5. Schematic of variable polarity current waveform.
Electrode negative operation (straight polarity) is necessary for
plasma arc and it provides sufficient constant heat to the workpiece
and minimizes heat buildup at the tungsten. But it would produce
an unstable arc and irregularly shaped weld bead. Reverse polarity
(electrode is positive and workpiece is negative) has the advantage
that the workplace is subjected to a cleaning process due to the
phenomenon of cathode cleaning action, by the impingement of
heavy (compared to electrons) positive ions on the workpiece surface
and the evaporation of oxides due to high current density on
the cathode spot.
As shown in Fig. 5, a variable polarity square-wave with unequal
straight and reverse polarity times offers a combination of the high
heating capability of straight polarity with the cleaning feature
of reverse polarity [20]. Adequate cleaning is obtained by incorporating
a relatively short (one-tenth to one-fifth the duration of
the straight polarity current) pulse of reverse polarity current into
เชื่อมสัญญาณในปัจจุบัน ภาพที่ 6 เป็นแผนผังของพลาสม่าอาร์คขั้วตัวแปร
.
2.3 พารามิเตอร์ของกระบวนการ
ในการเชื่อมแบบพลาสมา คุณภาพของรอยเชื่อม ขึ้นอยู่กับจำนวนของปัจจัย
โดยเฉพาะลักษณะทางกายภาพของวัสดุที่จะเชื่อมและการเชื่อมพารามิเตอร์ที่จะใช้
[ 21 ] การเชื่อมพารามิเตอร์สมดุล
ต้องรอบคอบto maintain the stability of the keyhole and the weld pool. Instabilities
can result in weld discontinuities such as excessive penetration
and incomplete penetration. The main parameters having a significant
effect on welding quality include nozzle shape and size,
tungsten electrode set-back, the distance from the nozzle to the
workpiece, tungsten electrode material and size, welding current,
องค์ประกอบและอัตราการไหลของก๊าซพลาสมาความเร็วเชื่อม
องค์ประกอบและอัตราการไหลของแก๊ส , ฯลฯ
การแปล กรุณารอสักครู่..
