基于光谱诊断的氩-氮P-TIG焊引弧的动态电弧物理特性研究

焊接电弧等离子体的物理特性直接决定了焊接接头的成形形貌，分析双组分保护气体的脉冲钨极惰性气体保护焊（P-TIG）动态电弧物理特性，为深入开展混合气体保护焊的焊缝成形物理过程研究提供理论基础。氩-氮混合气体保护焊电弧具有高热特性可以增加熔深，但在焊接前混合均匀的保护气体，引弧后气体浓度会重新分布，使电弧等离子体物理特性的实时动态变化特点变得复杂。光谱诊断是电弧等离子体物理特性测量的最重要手段，但对双组分气体保护的P-TIG焊电弧特性的研究仍需深入进行，特别是对于易引起缺陷的起弧过程，其动态物理特性亟需深入分析。针对氩-氮混合气体P-TIG焊的引弧过程，以P-TIG焊产生的氩-氮双组分电弧等离子体为研究对象，提出利用窄带滤光片与CCD相结合的高速摄影实验系统采集双组分电弧等离子的动态光谱信息，获取特征谱Ar Ⅰ 794.8 nm和N Ⅰ 904.6 nm的P-TIG焊电弧光谱强度动态分布；提出利用双元素双组分标准温度法计算P-TIG焊引弧过程中距离钨极下方1，2，3和4 mm位置处电弧等离子体的动态温度及浓度，定量分析80%Ar+20%N₂保护的P-TIG焊从引弧至电弧稳定过程的电弧等离子体物理特性实时分布。实验结果表明，80%Ar+20%N₂保护的P-TIG焊电弧强度、电弧温度及浓度的变化均与脉冲电流的变化同步，焊接电流在3 ms内达到稳定状态，而电弧等离子体的强度、温度及浓度需要更长时间达到平衡状态。从起弧到电弧等离子稳定燃烧的过程中，基值期间和峰值期间的电弧等离子体强度均呈现先升高再降低的趋势；由于阴极的热传导及电流密度的变化，使得电弧等离子体轴向位置的峰值温度及基值温度均出现迅速升高再缓慢降低的现象；由于粒子间碰撞及摩擦力的影响，使得电弧等离子体的峰值及基值期间氩的浓度均呈迅速减小再缓慢增加的趋势，且氩的浓度均低于焊前浓度。     

稀土对表面组装用Sn2.0Ag0.7CuRE钎料合金组织与性能的影响

对真空条件下制备的Sn2.0Ag0.7CuRE钎料合金显微组织、力学及物理性能进行了研究。结果表明:当稀土(RE)的添加量小于0.1%(质量分数)时,RE均匀地分布在钎料合金中,除铺展面积和延伸率与Sn37Pb钎料相当外,Sn2.0Ag0.7CuRE钎料合金的拉伸强度和导电性能均高于传统的Sn37Pb钎料;当RE添加量达到0.5%时,钎料合金中出现了明显的梅花状和点状RE化合相且弥散分布于晶界和相界附近,且拉伸强度、延伸率和铺展面积都出现了不同程度的下降。从综合性能和制造成本考虑,真空条件下制备Sn2.0Ag0.7CuRE钎料合金,RE的添加量应不大于0.1%。     

表面组装焊点形态模型的建立及求解

基于SnAgCuRE钎料焊点成形时受力平衡方程,根据表面组装RC1206元件焊点结构,采用数学分析方法建立了焊点形态的数学模型,预测了片式元件的SnAgCuRE钎料焊点形态.     

锌基合金焊接区摩擦磨损性能研究

在ＭＭ－２００型摩擦磨损试验机上分别考察了锌基合金熔化焊（ＴＩＧ焊、气焊）焊接区熔敷金属及ＨＡＺ组织模拟试样的摩擦学性能,并用扫描电子微镜对其磨损表面形貌进行了观察和分析。结果表明：与母材相比,锌基合金熔化焊（ＴＩＧ焊、气焊）焊接区的耐磨性均有所提高,随负荷增大,磨损呈上升趋势。在２种不同熔化焊方法中,ＴＩＧ焊焊接区熔敷金属及ＨＡＺ组织模拟试样的耐磨性比气焊对应区域的耐磨性高。