【概述】

本研究中使用高壓功率放大器，搭建GTAW自激發(fā)超聲波焊接試驗(yàn)平臺(tái)。驗(yàn)證電弧自激發(fā)超聲工藝的可行性與有效性，探究不同超聲激勵(lì)頻率對(duì)AISI316不銹鋼堆焊層焊縫熔深、熔寬及微觀組織的影響規(guī)律。

實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：GTAW自激發(fā)超聲工藝對(duì)AISI316不銹鋼堆焊層的成形與組織調(diào)控有效性實(shí)驗(yàn)

研究方向：GTAW、自激發(fā)超聲、AISI316不銹鋼、堆焊層、微觀組織、晶粒細(xì)化、熔池形貌、焊縫尺寸調(diào)控

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/span>本實(shí)驗(yàn)為搭建GTAW自激發(fā)超聲波焊接試驗(yàn)平臺(tái)，驗(yàn)證電弧自激發(fā)超聲工藝的可行性與有效性，探究不同超聲激勵(lì)頻率對(duì)AISI316不銹鋼堆焊層焊縫熔深、熔寬及微觀組織的影響規(guī)律，確定超聲工藝參數(shù)，揭示超聲作用下熔池演變與晶粒細(xì)化的內(nèi)在機(jī)理。

測(cè)試設(shè)備：

1、自行搭建的GTAW自激發(fā)超聲波焊接平臺(tái)（直流電源、功率放大器、數(shù)據(jù)采集卡）、

2、霍爾電流傳感器、

3、超聲波傳感器、

4、高頻聲場(chǎng)壓力傳感器、

5、帶窄帶濾波器的高速攝像機(jī)、

6、示波器、

7、工業(yè)計(jì)算機(jī)、

8、NOVA230掃描電鏡、LeicaZ16APO宏觀顯微鏡、尼康LV150N顯微鏡、

9、EBSD檢測(cè)系統(tǒng)、

10、水冷機(jī)與水冷板。

圖1試驗(yàn)平臺(tái)示意圖

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：

以ER316L焊絲為填充材料、316L不銹鋼為基板，通過(guò)Labview設(shè)定0、20、40、60、80kHz五組超聲激勵(lì)頻率，固定焊接電流等基礎(chǔ)工藝參數(shù)開(kāi)展堆焊實(shí)驗(yàn)；采用高速攝像機(jī)觀測(cè)電弧形態(tài)，聲壓傳感器監(jiān)測(cè)電弧自激發(fā)超聲的聲壓信號(hào)，對(duì)堆焊樣品進(jìn)行機(jī)械拋光與電解拋光后，借助SEM、EBSD等設(shè)備分析熔池形貌、焊縫尺寸及微觀組織，統(tǒng)計(jì)熔深、熔寬、晶粒尺寸等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

搭建的GTAW自激發(fā)超聲焊接平臺(tái)可有效激發(fā)超聲波，電弧形態(tài)與聲壓測(cè)試充分驗(yàn)證了工藝有效性；超聲激勵(lì)頻率為60kHz時(shí)，焊縫熔深增深59.67%、熔寬縮小30.14%，40~60kHz接近AISI316不銹鋼堆焊熔池系統(tǒng)固有頻率，晶粒細(xì)化效果優(yōu)，平均晶粒尺寸最大減小24.4%，柱狀晶顯著細(xì)化且等軸樹(shù)枝晶占比提升，頻率升至80kHz后細(xì)化與熔深提升效果略有減弱。

安泰放大器在此應(yīng)用中的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)：

一、寬頻帶掃頻覆蓋——精準(zhǔn)匹配全頻段工藝探索需求

二、高穩(wěn)定功率輸出——保障焊縫熔深實(shí)驗(yàn)效果

三、低失真輸出與高可靠性——支撐固有頻率區(qū)間晶粒細(xì)化的精確驗(yàn)證

【推薦產(chǎn)品】：ATA-4000系列高壓功率放大器

圖：ATA-4000系列高壓功率放大器指標(biāo)參數(shù)

本文實(shí)驗(yàn)素材由西安安泰電子整理發(fā)布。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線(xiàn)，且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商，樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。西安安泰電子是專(zhuān)業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)試儀器研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè)。