等离子MIG焊是利用等离子电弧和MIG电弧在同一个焊枪中燃烧,以获得焊缝熔深和熔宽合理分配,并且具有高的焊接质量和焊接效率的一种先进的焊接方法。 与一般的单电弧焊接方法相比,等离子MIG焊的电弧形态要复杂的多。为了分析电弧组态出现的规律,本文利用ANSYS有限元分析软件模拟了电弧空间的流动和温度分布,然后又利用气体击穿的相关理论与实际观察相比较,分析了各种电弧形态出现的规律,并因此改进了等离子MIG焊接枪体,再利用该枪体进行了焊接实验。 首先,应用气体击穿理论分析了等离子MIG复合电弧条件下的起弧和稳弧过程,提出了用帕邢自变量Pd/T判定等离子电弧起弧位置的方法。利用帕邢理论成功地解释了等离子电弧借助MIG电弧产生的导电通道起弧的过程,并在实验中观察到了这一现象。通过对电弧空间流场和温度场模拟,结合帕邢自变量的比较,探讨了导弧点位置,尺寸,及焊道余高、电弧拖曳和喷嘴挂滴等几种情况对等离子电弧起弧和稳定的影响。 然后,依据于理论分析,改进了现有的等离子—MIG焊接枪体,设计了一种强压缩型等离子—MIG枪体,重新设计了引弧过程。这种枪体将两个电弧压缩成一个直径很小的同轴电弧,使电弧具有很强的穿透力和搅拌熔池作用,特别适合于大厚度铝制工件的焊接。 最后,使用强压缩型等离子—MIG枪体,在改变MIG电流、MIG电压、等离子电流等的实验条件下进行了焊接实验,对枪体改进的效果进行了验证。