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摘要
为提升液压支架修复的可靠性和经济性，对超声等离子焊接的应用效果进行了数值模拟和试验研究。根据所设计超声等离子弧焊系统的焊枪结构与焊接工艺参数建立了超声场有限元模型，基于COMSOL求解等离子气体的速度场、电弧密度场和声压场。对修复后的液压支架试样进行了显微硬度、残余应力及冲击韧性等力学性能测试。结果表明，超声波可在同等条件下将电弧压力提升20%以上，并在4 mm电弧直径内显著增强电流密度，有效减小热影响区范围和残余应力；等离子气体流速与电弧密度在靠近支架焊缝区域以近似相反的变化趋势分布，二阶特征频率振源能够在电极附近产生驻波；修复后支架的平均硬度和室温冲击吸收能量相比母材分别提升了44.6%和45.8%。
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单位青岛黄海学院
