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摘要
活性钨极氩弧焊(A-TIG 焊)作为一种新型的焊接方法，通过在母材表面预先涂覆活性剂来增加焊缝熔深、提升焊接效率，在实际生产中已经得到了广泛的应用。氧化物作为 A-TIG焊中最为常见的活性剂配方之一，其影响电弧行为的机制目前仍存在一定争议。为明晰氧化物对 TIG焊电弧行为的影响机制，文中搭建了电弧形态与电弧空域光谱同步采集系统，研究了氧化物作用下电弧空域中活性剂粒子及氩、铁等带电粒子的谱线分布规律和电弧形貌特征，并基于 Boltzmann 作图法计算了不同区域的电弧电子温度。研究发现：电弧空间中的 Ar Ⅱ谱线相对强度随距阴极区距离的增大逐渐减小，这是因为越靠近阴极区电弧能量密度越集中，越有利于促进 Ar原子的电离；SiO2、B2O3能够促进 Ar 粒子的电离，TiO2能够抑制 Ar 粒子的电离；Fe Ⅱ谱线相对强度在轴向方向的分布规律与 ArⅡ谱线的相反，从阳极区附近到阴极区附近，谱线相对强度逐渐减小，这是因为越靠近熔池表面(阳极区附近)，蒸发进入到电弧空间的铁蒸气浓度越高、电离越明显；3种氧化物活性剂的引入都会使 FeⅡ谱线的相对强度降低。涂覆 TiO2活性剂的电弧空间中并未检测到明显的 TiⅠ特征谱线和电弧收缩现象，且电弧温度场并未发生明显的变化，因而 TiO2活性剂对电弧行为的影响非常微弱；涂覆 SiO2、B2O3活性剂的电弧空间中都检测到了 SiⅠ、B Ⅰ特征谱线，且两种活性剂能够引起电弧收缩，但电弧收缩并不会对电弧温度场产生明显的影响。
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