氦弧与氩弧电弧特性对比研究

来源：机械工程学报杂志2018年第8期北京时间：

作者：赵红星, 王国庆, 宋建岭, 刘宪力, 周政, 杨春利

单位：1. 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室 哈尔滨 150001;2. 中国运载火箭技术研究院 北京 100076;3. 天津航天长征火箭制造有限公司 天津 300462;4. 首都航天机械公司 北京 100076

摘要：相对于氩弧焊而言，氦弧焊能够获得更大的熔深、熔化效率和更高的焊缝质量，在航天产品铝合金的焊接中表现出更为良好的作用。为比较两种热源电弧热力特性，采用高速摄像观测不同弧长下氦弧和氩弧电弧形态，采用电弧压力传感器测量电弧压力径向分布曲线，并采用分裂阳极法测量氦氩电弧阳极电流密度分布。结果表明，氦弧在阳极附近收缩明显，随弧长的增加氦弧由球形形态逐渐转变为梨形形态。氦弧和氩弧电弧压力均随电流的增大而增加，在相同的电流条件下，氦弧的电弧压力明显小于氩弧。相对于氩弧而言，氦弧阳极电流密度更集中，峰值电流密度也较大。更为集中的阳极电流密度和较高的电弧电压，使得氦弧具有更高的能量和分布更集中的阳极功率密度，有利于增加焊缝熔深，提高焊缝深宽比，实现较厚工件的焊接。

关键词：电弧形态,电弧压力,氦弧,氩弧,阳极功率密度；

基金资助：国家自然科学基金资助项目（51475105）。