Q235薄板高速电弧搭接焊工艺及效率分析

文中系统开展了Q235薄钢板单丝MAG,双丝MAG以及TIG-MAG复合等电弧搭接焊工艺研究,对上述焊接方法的焊接接头成形、微观组织、拉伸性能以及焊接熔化效率进行了对比分析。研究结果表明,在本试验条件下,单丝MAG焊接速度可达到0.9 m/min,焊接飞溅较少;双丝MAG焊速度可达到1.8 m/min,焊接飞溅多于单丝MAG焊;TIG-MAG复合焊接速度可提高到2.4 m/min,焊接飞溅最少。通过计算表明,与单丝MAG焊和双丝MAG焊相比,TIG-MAG复合搭接焊方法具有显著的低焊接热输入和高熔化效率特征。     

激光-短路MAG复合热源焊接过程稳定性的影响因素

以低碳钢为研究对象,通过焊接电弧分析仪,对比研究了激光-短路MAG电弧复合热源焊接过程中焊接速度、激光与电弧的相对位置对焊接过程稳定性的影响规律.结果表明,随着焊接速度增加,MAG和激光-短路MAG复合热源焊接过程稳定性都会降低,但由于激光的引入,复合热源在高速焊接过程更稳定.与MAG相比,复合热源可以提高极限焊接速度1倍以上;复合热源焊接过程中,与激光在前引导焊接相比,电弧在前引导焊接过程稳定性更高.     

低功率YAG激光-MAG电弧复合焊接不锈钢

以0Cr18Ni9Ti不锈钢钢板为试验材料,研究了低功率脉冲YAG激光-脉冲MAG电弧复合热源和单脉冲MAG焊接不锈钢.结果表明,低功率脉冲YAG激光-脉冲MAG电弧复合热源同样具有大功率激光-电弧复合焊接才有的增加熔深、提高焊接速度、稳定焊接过程等优点;低功率脉冲YAG激光的加入改变了电弧形态,电弧根部被吸引和压缩现象显著,提高了能量利用率;与单脉冲MAG堆焊相比,在相同焊接速度下复合焊最大能增加熔深1.3倍,在相同熔深下复合焊的焊接速度可以提高50%;复合焊焊缝的晶粒较单MAG焊缝中的晶粒细小,其焊缝抗拉强度比单MAG的好,断裂属于延性断裂.     

快运货车耐候钢薄板CMT焊接工艺及变形规律研究

耐候钢薄板的应用是解决快运货车轻量化的核心技术。针对耐候钢薄板焊接过程中热输入量大、容易烧穿和产生较大变形的问题,选用CMT焊接方法实现了1.5 mm耐候钢薄板的焊接参数优化,采用最优参数模拟对比CMT焊接与传统耐候钢焊接方法(MAG焊)的变形量。结果表明:全熔透接头性能较好,增加焊接速度可以减少接头错边量,提高接头性能,接头抗拉强度最高达到669.6 MPa;模拟结果显示CMT焊接变形趋势与MAG焊接相似,焊缝中心与板边缘变形较大,CMT最大焊接变形量为+3.8 mm,MAG焊接最大变形量为+4.8 mm,CMT焊接变形明显小于MAG焊。     

高速列车不锈钢薄板CMT搭接焊工艺研究

为解决高速列车不锈钢薄板搭接MAG密封焊接出现的变形大、过热严重、焊接缺陷多等问题,采用了冷金属过渡CMT焊接代替MAG焊接,并对焊接工艺进行研究。用CMT搭接焊接厚度0.6 mm与1.5 mm的SUS301L奥氏体不锈钢薄板,采用正交试验法确定合适的工艺参数,并对不同组配间隙进行形貌分析。结果表明,装配间隙为0 mm,焊接速度为2000 mm/min,送丝速度为6 m/min时,可得到良好的焊缝成形。     

高效MIG/MAG焊的研究与发展

近年来高效化MIG/MAG焊技术受到了焊接工作者的广泛重视,进一步提高焊接效率以满足现代制造业发展的要求是焊接技术的发展趋势之一,因此开展高效化焊接技术的研究具有重要的意义.介绍了国内外高效MIG/MAG焊方法的发展现状,分析了高效MIG/MAG焊时易发生的缺陷及产生原因,论述了Twin及Tandem双丝MIG/MAG焊、DE-GMA焊、激光-MIG复合焊、T.I.M.E焊、磁控大电流MAG焊等高效化MIC/MAG焊方法的结构、原理和特点,指出了高效MIG/MAG焊接技术的发展方向.     

机器人四丝共熔池脉冲MAG焊

设计开发基于DSP的四丝脉冲MAG焊控制器,构建机器人四丝脉冲MAG焊系统,并进行了机器人四丝脉冲MAG焊的焊接试验,对不同相位关系下的四丝脉冲MAG焊熔滴过渡行为进行了高速摄影分析。试验结果表明,该四丝脉冲MAG焊控制器性能可靠、稳定,可实现双丝、四丝的脉冲MAG焊接;基于四丝脉冲MAG焊控制器的机器人焊接系统,能够较大幅度提高焊接速度和熔敷率,提高焊接生产效率。对两种不同脉冲相位关系熔滴过渡的高速摄影图片的观察分析表明,交替和随机脉冲相位关系在多丝焊中可以较好地实现一脉一滴的熔滴过渡模式,且焊缝外观质量较好。     

机器人MAG焊工艺参数对焊缝成形的影响

采用机器人MAG焊方法进行平敷焊焊接试验,研究机器人MAG焊金属快速成形过程中重要焊接工艺参数对焊缝成形的影响。采用单因素试验方法,分别试验焊接电流、焊接电压、焊接速度、干伸长对焊缝成形的影响,获得了各不同工艺参数对焊缝几何尺寸(焊缝宽度、余高、熔深)的影响规律。试验结果表明,焊接电流、焊接电压、焊接速度对焊缝几何尺寸的影响显著,干伸长对焊缝几何尺寸的影响较小。通过改变各工艺参数可对焊缝几何尺寸进行微调。     

基于大离焦模式的Nd:YAG激光-MAG复合热源焊接工艺

通过对焊接参数的调整较为系统地研究了大离焦模式下Nd:YAG激光-MAG复合热源焊接工艺。结果表明:在一定的焊接条件下,与MAG焊相比,大离焦Nd:YAG激光-MAG复合热源焊接仍可以表现出增大焊缝熔深、提高焊接过程稳定性等复合热源焊接优势。在合适的焊接速度和焊接电流范围内,大离焦Nd:YAG激光-MAG复合热源焊接能显著地改善焊缝成形,提高焊缝金属的铺展性。     

基于大离焦模式的Nd：YAG激光-MAG复合热源焊接工艺

通过对焊接参数的调整较为系统地研究了大离焦模式下Nd：YAG激光-MAG复合热源焊接工艺。结果表明：在一定的焊接条件下,与MAG焊相比,大离焦Nd：YAG激光-MAG复合热源焊接仍可以表现出增大焊缝熔深、提高焊接过程稳定性等复合热源焊接优势。在合适的焊接速度和焊接电流范围内,大离焦Nd：YAG激光-MAG复合热源焊接能显著地改善焊缝成形,提高焊缝金属的铺展性。     

细丝大电流MAG焊的熔滴过渡机制

借助高速摄像分析了两种常规混合气体(80%Ar+20%CO2和98%Ar+2%O2)保护的细丝大电流MAG焊的基本特点,研究了焊丝伸出长度和保护气体成分对第二临界电流的影响规律,揭示了细丝大电流MAG焊的熔滴过渡机制.同时详细地分析了离心破断过渡、混合过渡和旋转短路过渡的产生条件和形成过程.并指出了80%Ar+20%CO2气体保护的细丝大电流MAG焊之所以无法应用的根本所在,从而确立了98%Ar+2%O2气体保护的细丝大电流MAG焊实现高效化焊接的可行性.     

Mathematical model and magnetic-control mechanism of the stability of rotating spray transfer

To realize stable rotating spray transfer in the region of high constant current is the key of realizing high deposition rate MAG welding process without helium in shielding-gas and extending the welding current range of traditional MAG welding process. In this paper, the magnetic-control mechanism of the rotating spray transfer is stated and mathematical model is given. Theoretic basis is established, which implements high deposition rate MAG welding process with magneticcontrol instead of helium in shielding-gas.     

高频脉冲TIG焊电弧阳极行为的研究

本文首次测定了高频脉冲TIG焊电弧阳极的平均电流密度分布及其中心电流密度动态过程,研究其变化规律并建立了数学模型,从而探讨了高频脉冲TIG焊电弧的高频效应机理。实验研究表明高频脉冲TIG焊电弧阳极能量密度高于直流电弧,小电流时高频效应显著,适宜焊接精密超薄件,推荐脉冲频率为20kHz。     

高频复合双钨极氩弧焊方法与数字电源研制

提出了一种优质高效低耗的新型非熔化极复合焊接工艺方法,并研制出新型高频复合双钨极TIG电源,可同时输出两路电流波形,一路为高频方波电流,其基值电流0~300 A,峰值电流0~100 A,频率0~80 kHz,占空比0~100%,脉冲电流变化率高达50 A/μs;另一路为变极性方波脉冲电流,其正负半波幅值为0~500 A,频率0~100 Hz,占空比0~100%,变极性电流变化率高达300 A/ms.测验结果表明,所设计的高频复合双钨TIG焊电源达到了预期设计目标,高频方波电流在80 kHz频率时仍然具有较快的上升和下降沿.最后采用铝合金板进行了堆焊试验,试验结果表明,焊接过程稳定,焊缝成形良好.     

Effects of current waveform parameters during droplet transfer on spatter in high speed waveform controlled Short-circuiting GMAW

Aim at improving the stability of the Short-circuiting Gas Metal Arc Welding （GMAW-S） process for the enhanced speed usage, effects of current waveform parameters during short-term on the welding stability have been investigated by experimental method. The welding power source used for the research is an inverter with a special current waveform control. It is shown that the spatter decreases at first then increases with each increase of the low current period, current increase rate and the maximum current limit. The test results are provided for welding of 1 mm and 3 mm mild steel at speed of 1.2 m/min. The stable GMA W-S process under high speed welding condition has been achieved by optimizing the parameters.     

高频交变磁场对大电流GMAW熔滴过渡和飞溅率的影响

在熔化极气体保护焊过程中,采用大送丝速度,增大焊接电流和焊丝伸出长度是提高焊接熔敷率的直接途径.但当熔滴过渡转变为旋转射流过渡时,电弧不稳,飞溅增大,焊缝成形变差.施加不同频率的纵向交变磁场,对焊缝成形进行控制.采用高速摄像技术,拍摄焊接过程中的电弧形态和熔滴过渡,研究不同频率的磁场对熔滴过渡和焊接飞溅率的影响规律.结果表明,熔滴过渡形式不同,产生飞溅的机理不同;外加频率为1 000 Hz纵向交变磁场时,电弧的旋转半径减小,电弧的挺度增大,旋转射流过渡时电弧更稳定,焊接飞溅率降低,焊缝成形改善.     

Welding of aluminium alloy by using filler-added laser-arc hybrid welding process

Laser-arc hybrid welding is considered to be an efficient, practical welding process because its deposited metal from welding wire can increase gap-bridging ability and prevent welding defects such as undercutting or underfilling. The deposition rate from welding wire, however, cannot be adjusted independently on the welding current under the stable welding conditions because it is necessary to maintain a constant arc voltage. Although the combination of a higher deposition rate and a lower welding current is sometimes needed, for example during the welding of a thin sheet, a high deposition rate generally accompanies with a high welding current in the conventional laser-arc hybrid welding. In order to solve the above-mentioned problems, the authors have proposed a novel method, a filler-added laser-arc hybrid welding (FLA welding) process, to increase a deposition rate without increasing the welding current itself in the welding of aluminium alloy. As a result, gap-bridging ability can be increased in the welding of both thin and thick plates. In this paper, the welding of aluminium alloy butt joints by using FLA welding process is discussed.     

The effects of peak temperature and cooling rate on the susceptibility to intergranular corrosion of alloy 690 by laser beam and gas tungsten arc welding

This study investigates the effects of welding method, peak temperature, and cooling rate on the susceptibility to intergranular corrosion of alloy 690 weldments. The experimental results reveal that the laser beam welding process with cooling rate of around 212.6 °C/s can be produced with much less mass loss and a lower value of maximum reactivation current density/maximum anodic current density than with the gas tungsten arc welding process, where cooling rate is at around 17-20.6 °C/s. This is because the very rapid cooling rate during welding leads to an insufficient exposure time of around 2.1 s within the chromium (Cr)-carbide precipitation temperature range, suppressing Cr-carbide precipitation and Cr-depletion along grain boundaries in the weld decay region of the heat affected zone.     

高效焊接技术研究现状及进展

弧焊高效焊接技术主要以提高熔敷效率和焊接速度为目的.其中高熔敷效率焊接主要是在单位时间内熔化更多的焊接材料,代表工艺为T.I.M.E.焊接;高速焊接是在提高焊接速度的同时提高焊接电流,以维持焊接热输入大体上保持不变,代表工艺以多丝弧焊技术为主.此外,高效焊接技术还包括其它焊接方法,都可以大大提高焊接效率,主要有激光复合焊,A-TIG焊等.文中主要介绍了这几种典型的弧焊高效焊接技术的研究现状及其进展.