决定导向叶轮形状的叶轮几何参数对产生旋转射流结构特性有重要的影响，其中叶轮出口角对旋转射流的扩散角、速度分布及流量系数起着决定性作用。首先，硬质合金双射流喷嘴随着旋转角度的增大，破岩体积也随之增大，但是其中存在一个最优的旋转角。当所增加的角度超过其最优的旋转角时，破岩体积不升反降。其次，随着叶轮出口角的增大，射流扩散角增大，射流质点的切向速度增大，冲击破岩面积也相应增大。但是其流体流出喷嘴时的阻力也随之增大，相应的喷嘴流量系数降低，射流能量衰减速率加快。

此外，有效喷距在水射流破岩技术中也是一个不容忽视的重要参数，尤其对于硬质合金双射流喷嘴来说，有效喷距对破岩钻孔的孔径往往起着决定性作用。一开始随着喷距的增加，破岩体积也随之增大，但是存在一个最佳喷距范围。喷距偏小，尽管每股射流所含能量较高，但是相应的冲击面积较小，破岩体积也不会很大。喷距超过最佳范围偏大时，射流能量大幅度衰减，破岩体积也随之下降。总的来说，硬质合金双射流喷嘴的破岩体积与普通锥形喷嘴较为接近，但是破岩面积及效率可达1-3倍，其最佳的喷距范围约为喷嘴当量直径的5-8倍。













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高压水射流技术在如今的石油工程中运用已经越来越广泛。要使得射流具有连续破岩能力，首先要保证的就是较小规格的喷嘴能够集中最大的水利能量，使得其能够钻出较大孔径，以避免返回的流体阻滞了后续射流。而硬质合金双射流喷嘴克服了旋转射流衰减速度快以及有效喷距短的缺陷与锥形射流有效喷距长得优势有机结合，扩大了射流接触面，增强了射流能量，钻出的孔径也比普通喷嘴大出多倍，因此其具有广阔而长远的应用前景。硬质合金双射流喷嘴整体结构是由一个锥形喷嘴和一个导向叶轮喷嘴组合而成的，其入口锥度约为30°。旋转的流体流线是一条对数螺旋线。同时为了使流体在导向叶轮喷嘴流道中的水利损失最小，导向叶轮喷嘴的流道形状应与流体的流线相一致。














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使用海竿时，如果落点能做到准确的话，既可以把钓组送进窝子，提高上鱼的概率，又可以补充窝子，为以后的垂钓创造条件，而且在抬竿子时，落在钓点的鱼饵能补充窝子，增加集鱼的功效。有人大概要问了，怎样使海竿的落点准确?怎样使海竿打得远?

首先便要了解海竿的打竿原理。一组鱼钩，一个钨合金渔坠子，再加上一大团鱼饵，在空中飞行几十米甚至将近一百米的动力，就是打竿时产生的离心力，离心力的大小决定了飞行的距离。所以，只要掌握了离心力的飞行方向和速度，就可以控制落点的距离远近和准确。

其次打竿时要先确定一个固定的参考物，让所有的鱼竿都以同样的力量依照参考物打到同一个落点上。要做到这点，只要做到四点一线就可以了。所谓四点一线就是：身后的竿尖到您的身体，再到打到身前的竿尖以及对岸的参照物在同一直线上。注意举起的鱼竿必须与地面垂，倾斜着打竿落点很难掌握。这是保持落点准确的最重要因素。保持同一打竿姿势和相同的力量，对掌握落点来说是最重要的。

然后海竿最好是选择同一长度和硬度的，这样可以避免因为鱼竿的软硬不同而造成的距离差距。因为不同长度的鱼竿所产生的离心力是有很大差别的，使用同样的力量打竿，它们竿尖的运行速度是不一样，长竿子的运行速度要快于短竿子。此外，钓组也最好是同一重量的，铅坠和鱼钩的型号也最好是同一重量的，连钓饵的重量也最好一样，因为只要有一点点的不同，都会产生不同的离心力。

最后要使用同一种鱼轮。不同的海竿轮有不同的直径和宽度，鱼轮线槽的深度也是有差别的，这对钓线离开鱼轮也是有影响的，因为钓线和它们之间会产生不同的摩擦系数，从而影响钓组的飞行距离。尤其是线槽的深度不同，决定了摩擦的时间不同，摩擦时间越长，消耗的功能越多，打出的距离越近。所以在相同的鱼轮上缠绕长度相同的钓线，也是要注意的一个问题。如果鱼轮很大，需要缠绕很多鱼线才能缠满，为了减少摩擦和便于收线，建议先用一些废线缠在鱼轮上，占据一些空间，然后再缠上好线，操作时就会减少一些麻烦。

在这个过程中建议使用对环境无害的钨合金渔坠子，因为钨合金渔坠子是高密度、小体积的渔坠子，同时保证了重量，这样一来可以促进海竿落点的准确性。并且钨合金渔坠子是物理性能非常稳定的，它不与任何物质产生反应，所以具有防腐蚀性，可以增加渔坠子的寿命。

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GTAW - Gas Tungsten Arc Weld也可以叫做钨极惰性气体保护焊Tungsten Inert Gas（TIG）。

（1该实验设计了高压环境下的GTAW试验装置，该装置主要由高压气体管路系统、高压环境气体调配储罐、高压焊接试验舱、焊接过程高速摄像系统、高压环境气体测控系统、舱内场景与焊接过程监控系统和全位置自动焊机七部分组成。

（2本次试验进行了高压环境下的电弧稳定性试验，其结果显示，在0.2/0.4/0.7MPa下，GTAW电弧均能稳定燃烧。

（3此次试验也显示了影响电弧的稳定性几个因素，包括工件表面状态、钨电极、保护气体效果因素。钨电极的损坏也会严重影响电弧的稳定性。

电弧稳定性指的是电弧保持稳定燃烧而不产生断弧、飘移和电弧偏吹等的程度。



 

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通过高压环境下GTAW电弧稳定性试验，可以知道很多因素都可以影响电弧的稳定性，包括保护气体效果、钨电极和工件表面状态等因素。本文主要讲的是保护气体效果对电弧稳定性的影响。

气体保护效果也会影响电弧的稳定性。在一定条件下，气体流量和喷嘴直径有一个最佳范围，这个时候的气体保护效果最好，则焊件上的有效保护区域也最大。若气体流量过低，则气流排除周围空气的能力较弱，从而其保护效果就会比较差；若流量过大，则气体排出时容易形成紊流并将空气卷入，从而降低保护效果。在气体流量一定时，若喷嘴直径过小，则保护区域也比较小，且会因气流速度过高而导致紊流的形成；若喷嘴直径过大，则其不仅会妨碍观察，而且会导致流速过低，也就是说，保护效果也不是很好。另外，此试验是在高压环境下进行的，还需要考虑环境压力（空气）对保护气体 - 氩气的影响，可以采取的措施：保证环境空气的压力小于氩气的压力。



 

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高压环境下GTAW电弧稳定性试验表明，电弧的稳定性的影响因素有很多，例如，工件表面状态、钨电极、保护气体效果等因素。本文主要描述的是工件表面状态对电弧稳定性的影响。

工件表面状态会影响电弧的稳定性。GTAW对工件/焊丝表面的油污、氧化膜特别敏感，若其表面存在油污、氧化膜等，则电弧不能够引弧或稳定燃烧。所以，在焊接之前，必须清理焊件的接头附近和焊丝表面以除去金属表面的油脂、湿气、氧化膜和污垢等杂物，从而保证引弧和电弧的稳定燃烧。清理方法可以分为以下几种，可根据材料选用其一。

（1）化学清理。对焊丝的清理一般采用化学清理法，其效果好且生产效率高。对于不同金属材料，它们采用的化学清理剂和工艺程序都各不相同，可以依据相关说明进行清理。清理后的焊件和焊丝必须妥善放置与保管，一般需要在24小时内用完。如果在存放过程中弄脏或放置时间超过规定时间，则其在焊接前还需要重新清理一次。该法适用于批量和小型的零件。

（2）机械清理。采用该种方法简单易行且效果较好，通常可以用钢丝刷、砂布打磨、电动钢丝轮、吹砂式抛光和刮刀等方法。然后，再用丙酮去除油污。

（3）化学 - 机械清理，如果是大型的工件，则采用化学清理往往不能够彻底清理干净，所以，在焊前还需要用刮刀和钢丝轮在焊接坡口边缘再清理一次。


 

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高压焊接实验的试验结果（三种压力下）

由上表可知，在三种不同压力状态下，都可以得到稳定的燃烧电弧。通过高压环境下GTAW电弧稳定性试验可以发现，诸多因素都会影响电弧的稳定性，比如，钨电极、工件表面状态、保护气体效果等因素。本文主要讲的是钨电极对电弧稳定性的影响。

因为钨电极会直接影响电弧的稳定性，所以，我们选用具有大的发射电流、良好的抗烧蚀性能和无污染的钨镧电极作为电极材料。钨极端部的形状是一个重要的工艺参数，一般情况下，要根据所用的焊接电流种类（大电流/小电流）选用不同的端部形状。在小电流条件下，焊接选用的是小直径的钨电极和小锥角，这可以使得电弧比较容易引燃和稳定；在大电流条件下，焊接时，适当增大锥角可避免尖端过热而熔化，从而减少损耗，并能够达到防止电弧往上扩展而影响阴极斑点的稳定性的效果。钨电极在使用过程中需要经常用砂轮/专用的钨极磨削机进行修整。钨电极的损坏也会影响电弧的稳定性，解决方法：选择比较好的电极材料；选用合适的焊接参数；机械结构合理。



 

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试验材料：

（1）母材：API 5L X56输送管线钢，尺寸： 168.3mm（外径）×9.5mm（厚度）。

API 5L X56管线钢的化学成分 （%）

API 5L X56管线钢管的力学性能

电极采用的是镧钨电极，因为其具有抗烧蚀性能好、发射电流大和无污染等优点。研究表明镧钨电极具有最突出的使用性能。（1）具有最佳引弧性能且其引弧电压值最小；（2）在燃弧时间较长时，镧钨电极的工作温度低，对烧损的抵抗力最大，保持尖端形状的时间最长，电子发射本领最高。（3）添加2%氧化镧的电极具有良好的可加工性。

环境条件：高压焊接试验舱（容积5.5m3；最高工作压力1.0MPa；设计压力1.5MPa）；高压环境气体调配储罐（容积5.5m3；最高工作压力4.4MPa；设计压力4.85MPa）；CPLMS1000-25K CCD&CMOS高速数字摄像机（最大可达25000ftp）；QWZH——315型全位置自动焊机，该焊机的控制精度高。



 

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GTAW，英文全称为Gas Tungsten Arc Weld，是非熔化极气体保护焊的种类之一，也称为钨极惰性气体保护焊（TIG，即Tungsten Inert Gas），类似于熔化极气体保护焊，相异点在于GTAW的电极是用钨制成的，为钨电极，熔点很高，并可以承受较高温度。因为它在焊接过程中不会熔化，所以也就不会有损耗，保护气体充当焊剂，若有需要，填充棒料可被用来给焊缝提供金属。钨极氩弧焊几乎可以焊接所有的金属，其中，包括大部分的钢、铜、镁合金、铝合金，部分的银、金、黄铜、青铜和钛，利用该工艺焊接出来的焊件（薄板等）具有高质量。以下是关于本文提到的部分词汇的内容：

熔化极气体保护焊（GMAW，即Gas Metal Arc Welding）指的是，利用焊丝和待焊接工件间产生的电弧作为热源，从而将金属熔化的焊接方法。它有MAG焊（熔化极活性气体保护电弧焊）、MIG焊（惰性气体保护金属极电弧焊）和CO2焊，也有将CO2焊划到MAG焊类的。

保护气体指的是，在焊接过程中，使高温金属免受外界气体侵害的气体，用于保护金属熔滴、熔池和焊缝区。

焊剂也称为钎剂，泛指第三种可以用来降低母材和钎料界面张力的所有物质，包括熔盐、有机物、金属蒸汽和活性气体等，即除去母材和钎料外的其它物质。



 

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黑钨矿性脆，易粉碎。细泥中钨的回收率在 45% 以下，在黑钨细泥浮选中用甲苯胂酸、混合甲苯胂酸、苯乙烯膦酸以用羟 (氧) 肟酸等捕收剂来提高黑钨细泥的回收率。对简单矿石，主干流程采用“硫化矿浮选—黑钨矿浮选—黑钨精选”，在弱碱性或中性矿浆中，添加油酸、甲苯胂酸或苯乙烯膦酸作捕收剂，有时油酸作粗选的捕收剂，甲苯胂酸作精选的捕收剂；对较复杂的矿石，主干流程采用“混合浮选—硫化矿浮选—重选—黑钨浮选”，在弱碱性或中性矿浆中粗选；对复杂难选矿石 (如与稀土金属磷酸盐矿石的分离等)，主干流程采用“硫化矿浮选—黑钨矿浮选—黑钨精选”，在强酸性介质中，多采用硅氟酸钠。

高玉德采用以水玻璃为主的组合抑制剂、BD 单一抑制剂和以苯甲羟肟酸为主的混合捕收剂，处理柿竹园多金属矿白钨加温精选尾矿，含 WO₃ 品位为 1.74%，获得 WO₃＞65%、回收率＞90% 的闭路试验结果。在 pH 值为 6.5 ~ 7.0 的矿浆中，以硝酸铅为活化剂，水玻璃和硫酸铝等为组合抑制剂，苯甲羟肟酸与塔尔皂等共用的组合捕收剂，采用一次粗选、三次精选、三次扫选的工艺流程，可获得 WO₃ 66.04%、回收率为 90.36% 的浮选精矿。

 

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