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摘要
为克服厚板铝合金穿孔焊接熔池极易失稳的难题，该研究从厚板焊接时电弧温度场出发，旨在探究厚板穿孔焊接熔池稳定性的机理。通过建立三维数值模型，研究了焊接母材厚度分别为5 mm和16 mm下变极性等离子电弧的温度场、流场和电流密度分布。结果表明，随着板厚的增加，变极性等离子电弧温度场分布发生改变，5 mm板厚电弧温度的衰减情况为线性，而16 mm厚板焊接的电弧温度衰减情况为二次型，使得温度变化更加复杂。变极性等离子弧焊接5 mm厚度铝合金时，整个小孔熔池的电流密度呈1.0×106 A/m2以上，但是在焊接16 mm厚板铝合金时，相同电流密度仅达到小孔深度的12 mm处。该研究有望对实现大厚度铝合金稳定焊接，拓宽变极性等离子弧焊接应用范围提供理论指导。
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