超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊缝成形分析

将超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接用于1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢,通过改变焊接速度、电弧电压、焊接电流对焊缝成形进行了研究.结果表明,在热输入为1.75 kJ/mm和深宽比为1.34的条件下,也不易形成"梨形"焊道裂纹,并且单道焊接时熔化焊丝在超窄间隙内的填充高度可达11.5 mm.在其它焊接参数确定的情况下,随着电弧电压的增加,1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢超窄间隙焊缝依次呈"凸焊缝"、"凹焊缝"及"电弧攀升"的成形规律.适合于超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢的电弧电压与焊接电流匹配范围分别约为26~32 V和200~320 A.     

焊剂片链约束电弧超窄间隙根焊缝成形分析

在间隙宽度4 mm、深度15 mm的Q235A板I型坡口中,板背部加陶瓷衬垫以支撑焊缝背部成型,采用焊剂片链约束电弧的方法进行了超窄间隙根焊试验。结果表明,在焊剂片链约束电弧超窄间隙根焊中,焊接速度影响热输入量和金属熔敷量,进而影响根焊缝的整体成形;焊接电压决定焊剂片的烧损尺寸,主要影响根焊缝的侧壁熔合;焊接电流主要影响根焊缝的背部成形。合理的焊剂片链约束电弧超窄间隙根焊的工艺参数范围为焊接速度8 mm/s,焊接电压21.3~23.7 V,焊接电流182~202 A。在该焊接工艺参数下根焊缝背部成形良好,侧壁有效熔合,实现了单面焊双面成形。     

焊接电压和焊剂带厚度对超窄间隙焊缝形态的影响

存焊剂带约束电弧超窄间隙焊接中,电弧和焊接带相互作用直接影响焊接过程的稳定性及焊缝的成形.改变焊接电压和焊剂带厚度,存宽度为4 mm的Ⅰ形坡口进行超窄间隙焊接试验,分析焊缝横向剖面形貌.结果表明,当焊剂带的厚度大于0.566 mm时,配合合适的焊接电压,均可获得良好的焊缝形态.而较厚的焊剂带,可选择的焊接电压范围较宽,...     

细丝窄间隙埋弧焊工艺参数寻优

主要研究A105钢小直径焊丝埋弧焊时,电弧电压、焊接电流和焊接热输入对焊缝成形的影响.在反复调节不同焊接工艺参数进行平板表面堆焊试验的基础上,得出保证最佳焊缝成形时,电弧电压与焊接电流的关系,以及它们的最佳匹配值,并量化了焊接热输入与焊缝宽度之间的关系.为窄间隙埋弧焊提供了有益的经验,同时也为小直径焊丝焊接工艺的全面优化奠定基础.     

用于超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接的焊枪设计

为解决超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接的焊丝准确送入与夹紧力调节、焊丝与板式导电嘴的接触导电以及板式导电嘴与超窄间隙侧壁的防接触等问题,设计了一种适合于超窄间隙焊接的焊枪。该焊枪焊接时,焊丝在送丝轮推动下经导丝管进入两块板式导电嘴间的圆弧槽内并被弹性夹紧力夹紧,而后被准确送入超窄间隙内与垫板接触引弧。试验结果表明,该焊枪能够满足超细颗粒焊剂约束电弧超窄间隙焊接的要求,获得了成形良好的超窄间隙焊缝。     

基于电信号的超窄间隙焊接电弧稳定性分析

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接过程中,电弧形态对坡口宽度的变化非常敏感,焊接电弧的稳定性对焊接质量的好坏至关重要。通过对焊剂带约束电弧超窄间隙焊接过程电弧电压和焊接电流信号的采集与分析,提出了基于电弧电压信号波动性CΔ和周期性σs的电弧稳定性判断指标。试验结果表明,所提方法可以有效反映焊剂带约束电弧超窄间隙焊接过程中的电弧稳定性。当σs0.05且CΔ0.3时,焊接过程的电弧稳定性比较好,可以得到质量较好的焊缝。     

超窄间隙焊接坡口宽度与工艺参数适应性研究

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的焊接工艺参数对坡口宽度变化要求严格,需要根据坡口宽度变化相应地进行调整。改变工艺参数,分别对坡口宽度为3.5,4.0,4.5 mm的I形坡口进行焊接试验。结果表明,电弧电压是影响焊缝的表面形貌和成形系数的主要参数,焊接电流是影响坡口根部熔合深度的主要参数,当坡口宽度变化时,以上各工艺参数的匹配关系均需要适当地调整。基于焊缝表面形貌、成形系数和坡口根部熔合深度的要求,给出了3种坡口宽度下的焊接工艺参数。     

焊接工艺参数对超窄间隙焊接热裂纹的影响

超窄间隙焊接中热裂纹是一种很容易出现的缺陷,采用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接试验,通过改变焊接工艺参数和间隙宽度,研究其对热裂纹的影响.结果表明,焊缝成形系数与热输入和焊缝成形系数与间隙宽度的匹配关系是决定热裂纹的主要因素.在较小的焊缝成形系数和较大的热输入量下热裂纹倾向较大,并且随着间隙宽度的减小,焊缝中热裂纹倾向明显增加.当焊缝成形系数增大到临界值时焊缝中不产生热裂纹,且临界值随热输入量的增大而逐渐增大,随间隙宽度的增大而逐渐减小.     

焊剂带约束电弧超窄间隙横焊焊缝成形

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接新方法,其电弧可同时加热坡口根部两侧壁,实现4.5 mm宽直坡口的单道多层焊接。改变工艺参数,进行超窄间隙焊横向对接的系列焊接试验。实现壁厚为60 mm的多层单道超窄间隙对接接头。结果表明,焊接电压影响焊缝上侧壁熔深,焊接电流和焊接速度决定焊丝的熔化量,二者合理匹配可使熔池的下塌量降至最小。超窄间隙焊接熔池小,固液接触面相对较大,其表面张力容易平衡熔池的重力,可以防止横向焊接的熔池下塌缺陷。     

自保护药芯焊丝熔化速度模型及其影响因素

焊丝熔化速度与送进速度的合理匹配是保征焊接过程稳定和获得良好焊缝成形质量的基础。在焊接过程稳定的条件下,通过采集电弧电压、焊接电流、焊丝伸出长度等工艺信息,定量分析和研究了焊丝伸出长度和焊接电流对自保护药芯焊丝熔化速度的影响规律,同时求出了焊丝熔化速度模型系数。研究结果为采用自保护药芯焊丝的钢轨窄间隙电弧焊的工艺规范制定和参数匹配提供了理论指导和依据。     

焊剂带约束电弧在超窄间隙焊接中的加热特性

利用焊剂带约束的电弧进行超窄间隙焊接,通过测量不同焊接参数下的焊缝截面相关尺寸,并根据截面尺寸的变化规律分析了受约束电弧的加热特性.结果表明,对超窄间隙中的电弧加以有效约束,有利于防止电弧攀升,并能保证两侧壁可靠熔合;电弧形态是决定侧壁熔合的主要因素,增加焊接电流或送带速度,可使电弧的加热位置下移,电弧直接加热侧壁的高度减小,以至电弧能量密度提高,更有利于电弧对侧壁根部的加热;增加电弧电压,可使阴极斑点的活动范围增加,有利于增强弧柱和阴极斑点对侧壁根部的加热效果;电弧电压、焊接电流和送带速度三者间的合理匹配,有利于获得合适的电弧形态,使电弧在间隙的三个方向有效加热.     

超窄间隙焊接过程熔滴过渡的特点

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接过程熔滴过渡反映了焊接过程稳定性,且影响焊缝成形。通过分析焊接试验中采集的电信号波形,得到在不同的预置电压、电流下的熔滴过渡特点。结果表明,熔滴过渡形式主要取决于预置电压的高低,在试验条件下,预置电流的影响要明显小于预置电压的影响,且当预置电压为较低的22, 23 V时,熔滴以短路过渡为主;随着预置电压从24 V提高到25V,则逐渐从混合过渡向颗粒过渡转变。在焊接过程中,短路过渡稳定性好,但是颗粒过渡焊缝成形质量更好。     

焊剂带控制超窄间隙坡口内电弧加热区域的机制

在超窄间隙焊接中,焊剂带约束电弧可解决间隙侧壁尤其是间隙根部的熔合问题.采用不同厚度的焊剂带在宽度为5 mm的Ⅰ型坡口中进行超窄间隙焊接,发现送带速度增大,电弧对侧壁的加热高度逐渐减小,而对坡口根部的加热趋势逐渐增大.在合适的送带速度范围内,能够保证间隙侧壁和底部的均匀熔合,且与焊丝填充量合理匹配可得到成形良好的焊道.提高焊接电压,对应形成良好焊道所匹配的送带速度增大;使用较厚的焊剂带时,所匹配的送带速度减小.     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接根焊方法

超窄间隙焊接在对接焊接中有着独特的优势.在实际焊接工程中,对接焊有时要求采用单面焊双面成型的方法进行根焊.采用焊剂带约束熔化极电弧超窄间隙焊接的方法,结合在工件背面衬垫焊剂,并用铜板对焊剂加以支撑的背面焊缝强制成型方法进行熔化极电弧根焊试验.结果表明,通过焊剂带约束熔化极电弧,选择合适的焊接电压、焊接电流可以使坡口根部...     

管道窄间隙摆动MAG焊电弧信号偏差提取算法

由于窄坡口焊缝焊接时电弧信号受到电弧偏垂的影响,普通的焊缝偏差提取方法已不适用。所以,在结合普通V形坡口摆动电弧跟踪偏差提取的电流积分差值法的基础上,提出了一种窄间隙焊缝偏差提取算法,并获得了焊接电流信号积分差值△S与焊缝偏差值e之间的关系。为了验证偏差提取算法的精确性,进行了窄间隙坡口焊接试验,将理论计算的焊缝偏差与实际偏差进行了对比,证明了该管道窄间隙焊接电弧信号偏差提取算法的可靠性。     

超窄间隙焊接中焊剂片与电弧相互作用机制分析

通过向间隙宽度为4 mm的I形坡口中预置焊剂片进行超窄间隙焊接试验，采用一种快速中断电弧的方法，保留焊接过程中焊剂片、坡口底部和侧壁的熔化形态，分析了焊剂片与电弧相互作用面积对电弧受约束程度的影响. 结果表明，增加电弧电压或降低焊剂片熔点，可使焊剂片熔化面积增大，固壁约束面积减小. 当焊剂片熔化面积大于一定值而小于固壁约束面积时，电弧受约束程度适中，电弧加热区域被控制在坡口根部和两侧壁，从而获得成形良好的焊缝. 当焊剂片熔化面积大于固壁约束面积时，电弧受约束程度减弱，电弧加热区域集中在两侧壁上，很难形成一个完整的熔池，最终形成了带有大量孔洞的焊缝.     

不锈钢薄板大间隙接头激光-MIG电弧复合高速焊接工艺

采用填充ER316焊丝的光纤激光-MIG电弧复合焊方法,焊接间隙为0.5 mm、厚度为1 mm的SUS444铁素体不锈钢薄板对接接头和搭接接头,研究了获得成形良好的对接接头和搭接接头的工艺参数窗口和极限焊接速度,并对焊缝进行了着色渗透检验和拉伸试验. 结果表明,合理匹配焊接速度和焊接电流,是获得成形良好的大间隙接头的关键;当焊接速度过小或焊接电流过大时,较大的热输入导致焊缝过度熔透,焊缝成形不良;当焊接速度过大或焊接电流过小时,较小的热输入导致焊缝未熔透. 对接接头焊缝成形质量良好且熔透的极限焊接速度可达12 m/min,而搭接接头的极限焊接速度为5 m/min. 成形良好的焊缝均未发现表面裂纹. 拉伸试验表明,对接接头断裂在母材上;搭接接头绝大部分断裂在熔合线附近,极限焊接速度下获得的搭接接头的抗拉强度是母材的84.2%.     

窄间隙气体保护三丝间接电弧焊缝成形特征

首次提出了窄间隙气体保护三丝间接电弧焊新方法，并阐述了其原理，研究与分析了参数对焊缝成形的影响. 针对焊缝表面成形凸起的成形缺陷，提出了在三丝间接电弧后，放置钨极电弧的方法. 结果表明，窄间隙三丝间接电弧实现了良好的侧壁熔合，并且随着焊接电流增大、焊接速度降低、母材对接间隙减小，侧壁熔深增加. 在没有后置钨极电弧的情况下，焊缝表面成形呈凸起状，后置钨极之后表面成形改善为凹状. 在窄间隙焊接中，凹状的焊缝成形有利于下一道焊接时，焊根部母材熔合和焊道层间熔合.     

两种常见焊接接头的机器人焊接工艺

采用弧焊机器人进行了8 mm厚板对接平位焊、6 mm厚板T形接头平角焊试验,重点分析了坡口根部间隙、焊枪角度、电弧电压、焊接电流和焊接速度对板对接打底层焊缝成形、背面焊缝宽度和余高的影响,以及焊接速度、电弧电压和焊接电流对T形接头焊缝成形、焊脚尺寸和凸度的影响。通过试验优化了焊接工艺参数,获得了正反面成形美观、熔合良好、焊缝宽窄和高低均匀的对接接头;试验测得对接接头背面焊缝宽度为4.04 mm,背面焊缝余高为0.17 mm,正面焊缝宽度为14.20 mm,正面焊缝余高为1.22 mm。采用优化后的焊接工艺参数对T形接头进行了焊接试验,角焊缝两焊趾区域熔合良好、焊缝平齐、焊缝表面微下凹,试验测得焊脚尺寸为6.8 mm。     

基于深度学习的超窄间隙焊接质量评估方法

在超窄间隙焊接过程中,焊接质量的无损评估对焊接质量的在线评估及预报有重要的意义。本文结合焊剂片约束电弧超窄间隙焊接方法的特点及焊接工艺,选取了22个影响焊接接头质量的特征参数作为神经网络的输入,其中基于经验选定了9个特征参数,其余13个特征参数通过对焊接过程中焊接电流信号与电弧电压信号进行时域分析提取获得。利用TensorFlow框架建立了基于深度神经网络的超窄间隙焊接接头质量评估模型,对焊接过程中的焊接接头质量进行无损评估。试验结果表明,该模型能较准确地评估出超窄间隙焊接质量,准确率达92%。