机械工程学报

作者：姜自昊, 肖宏, 曾才有, 张权, 杨清福, 谢非, 马康, 王亚森, 齐铂金, 从保强

单位：1. 北京航空航天大学机械工程及自动化学院 北京 100191;2. 天津航天长征火箭制造有限公司 天津 300462;3. 中国核电工程有限公司 北京 100084

关键词：中厚铝合金结构,脉冲调制电弧,小孔深熔焊,数值模拟,焊缝成形；

基金：国家自然科学基金资助项目(52075022)。

双频复合脉冲变极性TIG焊通过激发动态深熔小孔实现中厚铝合金结构不开坡口、单面焊双面成形深熔焊接。深熔小孔的动态行为与形貌特征对焊缝熔深有重要影响，为探究小孔对焊缝熔深作用机制，基于高速图像采集技术采集分析小孔于低频脉冲周期、高频脉冲周期以及变极性周期内的动态演变规律；基于双频复合脉冲变极性TIG焊接特点建立焊接过程瞬态数值模型，分析小孔作用下熔池温度场与流场动态特性以及小孔与熔池的关系。结果表明，双频复合脉冲变极性TIG焊熔池随电流脉冲变化而表现出多种动态行为，低频脉冲峰值阶段熔池形成深熔小孔，使焊接热源下移以及于熔池内激发高速流体传热通道，可提高电弧向熔池底部传热的效率，进而促进熔池深度的增加，且小孔深度与熔池深度之间存在互相促进的耦合关系，进一步提升焊缝熔透程度。

来源：2025年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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