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    摘要为了分析直流TIG电弧的电流密度分布特征，设计开发了一套基于LabVIEW的电弧电流密度测量系统，该系统中的核心装置是电弧电流接收传感装置，通过试验确定了电流接收传感装置的各个参数规格，以便使测量结果能反应实际情况。采用设计的电弧电流密度测量系统对TIG焊电弧进行电流密度采集试验，结果表明，当焊接电流较小时，TIG电弧的电流密度分布呈高斯分布。实现了对微观电弧电流密度分布的测量。9048
    关键词  TIG电弧  电流密度  电弧电流接收传感
    毕业设计说明书（论文）外文摘要
    Title  Arc signal acquisition and characteristics         
    of distribution of current density                 
    Abstract
    The arc current density measuring system is based on LabVIEW to analyze the distribution characteristics of the DC TIG arc current density. The core device is the arc current receiver in this system. Its various parameters are determined by experiment. The characteristics and the mathematical expression of the radial distribution of the arc current density were based on the actual measurement of the above system. The results show that DC TIG arc current density radial distribution is a normal distribution.
    Keywords  TIG welding arc   current density   arc current receiver
    目   次
    1  绪论    1
    1.1  选题背景及意义    1
    1.2  国内外电流密度分布特征分析的研究现状    2
    1.3  本课题的研究内容    5
    2  电弧电流接收传感装置的研究    6
    2.1  电弧电流接收传感装置的设计    7
    2.1.1  电弧电流接收传感装置的搭建    7
    2.2  电弧电流接收传感装置的参数设计试验    8
    2.2.1  本装置中采集电路的原理    8
    2.2.2  电流接收传感装置主要参数的确定    10
    3  电弧电流密度分布测量试验    14
    3.1  全套测量装置的搭建    14
    3.1.1  基于LABVIEW的虚拟采集系统的设计    14
    3.1.2全套硬件系统的搭建    17
    3.2  电流密度分布测量试验    18
    3.3  电流密度分布规律及其数学表达式    22
    结  论    24
    致  谢    25
    参 考 文 献    26
    1  绪论
    1.1  选题背景及意义
    电弧电流密度是表征焊接电弧特性的主要参数之一，它能直接反应焊接电弧在工件表面的电流分布情况，进一步反映了电弧给焊件的热输入量，这与焊接过程中表现出来的熔池形态、熔深尺寸、熔滴过渡、焊缝成形等都有密切关系[1]。
    研究焊接电弧中的电流密度分布，对于深入了解焊接过程有重大意义。电弧等离子体导电过程如图1.1所示，其热量来源主要是电弧放电，电弧是在一定条件下电荷通过两电极间气体空间的一种导电过程。该过程中，气体被电离成阳离子、阴离子、电子等参与导电，大量粒子的剧烈撞击产生高温热源，其实质是气体导电现象。
    图1.1  电弧导电示意图
    焊接电弧呈非等截面的近锥体，焊接时通过电弧将电能转换为热能，利用这种热能来加热和熔化焊丝与焊件。电弧可以看做是一个把电能转换成其它能量的元件。它可以将电能转换成热能、光能、磁能和机械能等。其中大部分电能转换为热能，以传导、对流和辐射的形式传给了周围的气体和焊接材料。焊接电弧的热量来自电流提供的电能，由电弧的导电机构和产热机构的研究可知，弧柱的产热情况不像固态导体那样，只要电流一定，其产热量也就一定，而弧柱当电流一定时其产热量将因热损失的大小而自行调整，它是按最小电压原理通过电场强度E而自行调节的。
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