机械工程学报

作者：詹家通, 石永华, 刘志忠, 叶雄越, 梁焯永

单位：1. 华南理工大学机械与汽车工程学院 广州 510640;2. 广东福维德焊接股份有限公司 广州 510700

关键词：磁控电源,K-TIG,数字控制,晶粒细化,交变磁场；

基金：广西重点研发计划(桂科AB24010123)、2023年度深圳高新区龙华园区创新平台建设(11003a20241221fcbb079)和国家重点研发计划(2023YFC2809803)资助项目

针对锁孔效应深熔氩弧焊(Keyhole tungsten inert gas welding，K-TIG)热输入大、焊接接头冲击韧性低等问题，采用外加纵向交变磁场的方式加以优化。首先分析了励磁线圈的物理特性，针对性地研制了一台深熔K-TIG辅助焊接全数字磁控电源。结合一系列先进电能变换技术，不仅实现了宽频率和幅值范围的正弦交流电能输出，而且功率因数高，对电网的谐波污染小，功率开关管工作于软开关状态。该磁控电源输出电能供给励磁线圈，产生强度和方向呈正弦规律变化的外加纵向交变磁场，与电弧等离子体及带电熔池金属相互作用，促使电弧旋转，对熔池产生周期性的搅拌作用，显著降低了深熔K-TIG焊的熔透电流，热输入降低了14.5%，不仅晶粒得以细化，而且焊接接头冲击韧性提升高达96%，且抗拉强度也有一定提高。

来源：2025年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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