黄勇 薛旭普

摘要：粉末熔池耦合活性TIG焊接法是一种新型高效焊接方法，通过选择对应的活性剂粉末，可实现几乎所有金属的焊接。针对采用MnCl2作为活性剂的交流粉末熔池耦合活性TIG焊电弧，采集等离子体光谱，利用Boltzmann作图法分析了电弧等离子体温度随时间的变化规律，并结合电弧电压变化规律，通过与传统交流TIG电弧对比研究MnCl2对交流电弧的影响。结果表明，对于交流TIG电弧，EN时段的电弧光谱强度高于EP时段，EN时段的电弧电压小于EP时段，EN时段的电弧温度低于EP时段。而由于活性剂MnCl2的引入，交流粉末熔池耦合活性TIG电弧的中心温度与EN时段和EP时段的电弧电压均高于传统交流TIG电弧，焊缝熔深较传统交流TIG焊显著增加。

关键词：粉末熔池耦合活性TIG焊;交流电弧;光谱分析;温度变化;电弧电压

中图分类号：TG444+.74      文献标志码：A         文章编号：1001-2003（2021）11-0008-06

DOI：10.7512/j.issn.1001-2303.2021.11.02

0    前言

自巴顿焊接研究所首次提出焊剂层上氩弧焊技术以来，活性焊接由于能显著增加熔深受到了广泛关注[1-2]，其中活性TIG焊的相关研究最多，通过选择合适的工艺参数和活性剂，既可显著提高焊接效率又能保持TIG焊高质量的特点。但活性剂的涂敷通常靠手工刷涂或喷涂完成，难以保证涂敷质量，降低了生产效率[3]，同时对于铝、镁等活性金属，以往AA-TIG焊[4]（Advanced A-TIG Welding）、AA-TIG焊[5]（Arc assisted Activating TIG welding）和GPCA-TIG焊[6]（Gas Pool Coupled Activating TIG Welding）等通过活性气体引入活性元素O的方法并不适用。针对上述问题，兰州理工大学提出粉末熔池耦合活性TIG焊[7]（PPCA-TIG焊，Powder Pool Coupled Activating TIG Welding），该方法采用双层气体进行焊接，内层利用惰性气体保护钨极和熔池金属，外层通过自动送粉装置将活性剂粉末随保护气体送入电弧-熔池耦合系统，利用活性剂与电弧-熔池的相互作用可显著增加熔深，大大提高焊接效率，且易于实现机械化、自动化焊接。……