1。2 水下切割技术在国内外的研究现状

1。3电弧焊接与切割过程机理及传感研究现状

1。3。1 熔滴过渡与电弧行为高速摄影

1。3。2 国内外焊接过程传感研究现状

1。3。3 总结

   目前，计算机技术和各种传感技术飞速发展，给焊接过程传感控制带来了前所未有的机遇。高分辨CCD传感器以及数字图像处理技术使得直接观察熔池区域成为可能。同时计算机处理速度的提高使得我们可以对焊接过程进行在线实时控制。诸如此类，必将使焊接质量在未来得到大幅提高。

1。4 本课题研究目的及内容

1。4。1 研究目的

目前水下切割方法种类繁多，药芯割丝电弧切割是其中安全高效的一种，其操作简单，生产效率高，没有等离子弧切割高空载电压所造成的安全隐患，具有广阔的应用前景。已有的自动切割实验表明，在一定的参数范围内水下药芯割丝电弧切割方法可以对厚至20mm的钢材实现良好的切割效果，但对该方法切割机理还不是很了解，更谈不上把它高质量的机械化，自动化。本文将对熔化极药芯割丝电弧切割机理进行探究，并通过一种或多种传感手段对切割过程进行检测。为明确该切割方法切割机理，改善该切割方法的切割效果，实现该切割方法能在生产中高质量的机械化，自动化应用打下基础。

1。4。2 研究内容

主要是对药芯割丝电弧切割方法的切割机理进行研究，并对切割过程进行监测，主要内容包括：

（1）在空气中进行切割实验，改变切割电流、切割速度、电弧电压等参数，利用高速摄像手段观察切割过程中熔滴过渡行为、电弧行为，研究该方法切割机理。

（2）针对常规观察方法无法对水下切割过程观察的难题,根据空气中切割得到的切割机理对水下切割进行推测，并用水下切割得到的电流波形图与空气中的进行比较，进而了解水下切割机理。

第二章 切割用设备及传感系统

熔化极药芯割丝电弧切割过程与熔化极气体保护焊相同，割丝通过等速送丝机自动送进，电弧的稳定燃烧依靠电弧自调节作用。

2。1 药芯割丝种类及切割原理

表 2。1巴顿研究所开发的药芯割丝种类

药芯割丝的类型 成分基本体系 母材厚度 切割速度m/h 目的

PPR-AN1 造气 12~20 8~20 水深30m、切割量大

PPR-AN2 氧化 10~20 8~24 水深30m、特殊工作

PPR-AN3 产热 10~40 6~26 水深60m

表 2。1为巴顿焊接研究所开发的水下切割用药芯割丝种类[35]。不管哪种药芯割丝，它外层金属部分都是普通低碳钢，与普通焊丝一样。

药芯割丝能够实现对工件切割的关键在于其药芯成分的基本体系。能够造气，是因为在药芯中添加了较多的碳酸盐，药芯燃烧产生大量的气体将在切割过程中熔化的金属吹除，与此同时气体能够排开电弧区域的水而使电弧稳定燃烧。氧化体系，在切割过程中药芯燃烧放出氧气等氧化性物质，与铁发生氧化反应释放出大量的热量。产热体系，与火焰切割类似。即在该种割丝切割过程中，熔化金属的热量除了电弧热，也有化学反应热。