[发明专利]用于窄间隙TIG焊接电弧诊断的静电探针辅助测量装置

说明书

用于窄间隙TIG焊接电弧诊断的静电探针辅助测量装置，由底部水冷铜滑块、侧壁水冷铜块和定位固定铜块组成。其中，底部水冷铜滑块包括底部调节滑块、坡口底部凸台、底部左侧定位凹槽、底部右侧定位凹槽、底部L型水冷通道和两个固定螺纹孔；侧壁水冷铜块包括凸型槽、左侧壁、右侧壁、左侧壁双L型水冷通道、右侧壁双L型水冷通道、左侧壁静电探针孔、右侧壁静电探针孔、左定位固壁、右定位固壁和底部水冷管通孔；定位固定铜块包括定位块、定位凹槽和两个定位孔。

技术领域

本发明属于窄间隙TIG焊接技术领域，具体涉及用于窄间隙TIG焊接电弧诊断的静电探针辅助测量装置。

背景技术

窄间隙TIG焊接方法将电弧置于宽度仅为几个毫米的I型坡口中进行焊接，能够显著减少填充金属材料和线能量，提高焊接效率，并获得力学性能优良的焊接接头。然而，窄间隙I型坡口中TIG焊接电弧电场受坡口侧壁的影响发生变化，使得焊接过程电弧调控难度大大增加；同时，还会产生由电流密度向侧壁分流所引起的底角熔合不良缺陷。因此，如何控制窄间隙I型坡口中TIG焊接电弧电流密度分布成为实现窄间隙TIG焊接方法的关键问题，而窄间隙I型坡口中TIG电弧离子电流密度的测量诊断则能为解决这一关键问题提供直接的试验依据。

目前，TIG焊接电弧电流密度和离子电流密度的测量方法主要有分裂阳极法，钨探针法等。这些方法要么只针对阳极表面的电流密度和离子电流密度分布进行测量，不能获得弧柱空间的分布结果；要么受限于窄间隙I型坡口较小的空间尺寸而难以应用于窄间隙焊接过程。因此，现有技术均无法对窄间隙TIG焊接电弧离子电流密度进行测量。

静电探针测量方法通过测定高速运动穿过电弧金属丝上的电信号，可获得TIG焊接电弧弧柱离子电流密度分布。进一步基于局部热平衡条件，对弧柱电流密度分布进行定性分析并求解载流区温度分布。用于窄间隙TIG焊接电弧诊断的静电探针辅助测量装置与静电探针相结合，可测量窄间隙I型坡口中TIG焊接电弧弧柱离子电流密度分布。

发明内容

本发明提供了用于窄间隙TIG焊接电弧诊断的静电探针辅助测量装置，由底部水冷铜滑块、侧壁水冷铜块和定位固定铜块组成。其中，底部水冷铜滑块包括底部调节滑块、坡口底部凸台、底部左侧定位凹槽、底部右侧定位凹槽、底部L型水冷通道和两个固定螺纹孔；坡口底部凸台位于底部调节滑块的上表面，底部左侧定位凹槽和底部右侧定位凹槽位于底部调节滑块一端的两侧，两个固定螺纹孔位于底部调节滑块另一端的端面，底部L型水冷通道设置于底部调节滑块内部。侧壁水冷铜块包括凸型槽、左侧壁、右侧壁、左侧壁双L型水冷通道、右侧壁双L型水冷通道、左侧壁静电探针孔、右侧壁静电探针孔、左定位固壁、右定位固壁和底部水冷管通孔；左定位固壁和右定位固壁位于凸型槽的两侧，左侧壁和右侧壁分别位于左定位固壁和右定位固壁上部，左侧壁双L型水冷通道和右侧壁双L型水冷通道分别设置于左侧壁和右侧壁内部，左侧壁静电探针孔设置于左侧壁双L型水冷通道中间，右侧壁静电探针孔则设置于右侧壁双L型水冷通道中间，底部水冷管通孔位于凸型槽的下底面。定位固定铜块包括定位块、定位凹槽和两个定位孔；定位凹槽和两个定位孔分别位于定位块的两端，两个定位孔贯穿定位块并与定位凹槽贯通。本发明的特征在于底部调节滑块和坡口底部凸台均安装于凸型槽内，底部调节滑块和坡口底部凸台可沿凸型槽上下移动；左定位固壁和右定位固壁分别安装于底部左侧定位凹槽和底部右侧定位凹槽内；底部水冷铜滑块和侧壁水冷铜块的另一端安装于定位凹槽内，通过两个定位孔和两个固定螺纹孔将底部水冷铜滑块和定位固定铜块连接；底部L型水冷通道的竖直段通道口与底部水冷管通孔对中；左侧壁静电探针孔和右侧壁静电探针孔同轴。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明提供的用于窄间隙TIG焊接电弧诊断的静电探针辅助测量装置，可以结合静电探针测量方法在窄间隙I型坡口中TIG焊接电弧不同高度截面内的不同位置测量离子电流密度。

附图说明

图1为底部水冷铜滑块结构图；其中图1a为主视图，图1b为俯视图；图1c为左视图。