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摘要
K-TIG (Keyhole TIG)是TIG焊接工艺的一种变体，通过在熔池内部形成小孔，大幅提高焊缝熔深。然而，由于铝合金热导率较高，K-TIG通常被认为不适用于铝合金焊接。采用一种新型双频复合脉冲变极性TIG(DP-VPTIG)焊接工艺，成功实现了7 mm厚2219高强铝合金的稳定全熔透小孔焊接。采用视觉传感技术研究了DP-VPTIG焊接小孔瞬态行为及其动态演变过程。结果表明，熔池表面同时受到向上的电弧压力以及向下的表面张力和静水压力作用。DP-VPTIG低频脉冲峰值阶段，在电弧压力主导作用下熔池表面发生凹陷变形并在熔池内部形成深熔小孔；低频脉冲基值阶段，在表面张力和静水压力的主导作用下，熔池表面上移，小孔闭合。DPVPTIG焊接过程中低频脉冲的周期性变化激发了熔池内部小孔的周期性“打开”和“闭合”。小孔的形成使电弧沿熔池表面下移，直接加热熔池下部的固态金属，有利于焊缝熔深的提升，且小孔尺寸随低频脉冲频率的增加而减小。
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