轨道车辆用Al-0.6Mg-0.6Si铝合金焊接技术与接头性能

对轨道车辆车体用新型Al-0.6Mg-0.6Si铝合金型材进行了MIG焊(惰性气体保护金属极电弧焊)试验,利用拉伸试验、光学金相(OM)和扫描电镜(SEM)等方法对焊接接头的成型、气孔缺陷、性能和断口形貌进行了观察和分析.结果表明:Al-0.6Mg-0.6Si铝合金采用70°V型对接形式,使用MIG焊接工艺和表面抛光良好、直径1.2mm的ER5356焊丝,能够获得成型良好的焊接接头.MIG焊接工艺参数为:焊接电流160～180 A,电弧电压18～20V,焊接速度6.0～6.5 mm/s.焊接接头的抗拉强度为266 MPa,断后伸长率为6.1％,断口位于焊缝,断裂形式为韧性断裂,断口呈典型的韧窝结构.     

Microstructure and properties of Al-Mg-(Sc, Zr) welded joint

Mechanical properties and microstructure of Al-Mg-(Sc, Zr) welded joint prepared by manual labor melt inert gas(MIG) welding method using Al-Mg and Al-Mg-Sc weld wire as filling materials were studied comparatively. The results show that the apparent recrystallization does not happen in heat-affected zone. It proves that Al-Mg(Sc,Zr) alloy has a high capability of resistance to welding heat-soften. Using Al-Mg-Sc welding wire as filling material can obviously refine the grains of weld seam and improve its strength. The layer of small equal-axe grains in fusion area improves the joint strength between welded metal and base metal. The coefficients of welded joints when Al-Mg-Sc and Al-Mg welding wire are used as filling material are greater than 0. 90, respectively. The yield strength of welded joints with Al-Mg welding wire is only 187 MPa, one is as high as 287 MPa with A1-Mg-Sc welding wire, thus the working strength of the welded unit is greatly improved.     

铝镁合金板材MIG焊接接头组织与性能研究

通过拉伸、弯曲、硬度试验,金相及透射电子显微分析等方法,对铝镁合金板材熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊接接头的力学性能和显微组织进行了研究.结果表明:采用铝镁锆合金焊丝焊接铝镁合金板材时,焊接效果良好,且焊接接头具有较好的力学生能,焊接强度系数达85％;显微硬度值在84～104之间,其中焊缝中心硬度最低.通过添加微量Zr细化焊缝晶粒及其Al3Zr粒子的析出,能显著改善焊接接头的力学性能和抗热裂性.     

镁合金双弧焊接过程研究与分析

研究了镁合金MIG-TIG双弧焊接方法,通过工艺实验获得了影响焊接过程的工艺参数(电流、弧长、焊丝末端与钨极末端的间距、焊接速度等)。在总电流为140 A,旁路电流为115 A,电弧电压为21 V,焊丝末端与钨极末端间距为3 mm时获得了成形较为美观的焊缝。分析了工艺参数对焊接过程及焊缝成形的影响,为进一步提高镁合金双弧焊接过程稳定性,获得质量高成形好的焊缝提供了一定的理论基础。     

Microstructure and properties of Al-Mg-(Sc, Zr) welded joint

Mechanical properties and microstructure of Al-Mg-(Sc, Zr) welded joint prepared by manual labor melt inert gas(MIG) welding method using Al-Mg and Al-Mg-Sc weld wire as filling materials were studied comparatively. The results show that the apparent recrystallization does not happen in heat-affected zone. It proves that Al-Mg(Sc,Zr) alloy has a high capability of resistance to weldiing heat-soften. Using Al-Mg-Sc welding wire as filling material can obviously refine the grains of weld seam and improve its strength. The layer of small equal-axe grains in fusion area improves the joint strength between welded metal and base metal. The coefficients of welded joints when Al-Mg-Sc and Al-Mg weldiong wire are used as filling material are greater than 0.90, respectively. The yield strength of welded joints with Al-Mg welding wire is only 187 MPa, one is as 287 MPa with Al-Mg-Sc welding wire, thus the working strength of the welded unit is greatly improved. Foundation item: Project (2003AA305020) supported by the Postdoctoral Science Foundation of China; project supported by the National High Technology Research and Development Program of China     

机器人MIG焊工艺参数对焊缝尺寸的影响

为了进一步探讨平板单层熔敷成形中的焊接工艺,为后续成形试验提供理论指导和技术支持,研究了与机器人MIG焊金属快速成形焊接过程密切相关的重要焊接参数.采用单因素试验方法,获得了各焊接参数对成形焊缝尺寸(余高和熔宽)的影响规律.通过分析可知,送丝速度和焊接速度对焊道几何尺寸影响显著; 焊枪倾角、工件坡度及干伸长对成形焊道几何尺寸的影响相对较小,可以用于对焊道精细规划中的焊缝尺寸(余高和熔宽)进行微调.     

Cr_2O_3活性剂对双丝焊接头组织和熔深的影响

应用扫描电镜、X射线衍射和光学显微镜等测试方法对双丝熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊活性焊接接头组织、熔深与活化机理进行了分析与研究。结果表明:添加Cr2O3活性剂试件的焊缝和热影响区与未添加的相比晶粒明显粗化,并且随着活性剂涂敷量的增加,晶粒尺寸增大,但增大趋势逐渐变小;焊接热输入量的增加与Mg2Si相数量的减少是活性焊接接头焊缝和热影响区晶粒粗化的主要原因;添加Cr2O3活性剂试件的焊缝与未添加试件的焊缝相比相组成未发生改变,仍为α-Al和Mg2Si;焊缝熔深随着活性剂涂敷量的增加而增大,活性剂涂敷量达到一定值时活化效果趋于饱和;电弧收缩与弧柱温度升高是导致活性双丝MIG焊熔深增大的重要因素。     

纵向磁场对低碳钢MIG焊焊缝组织及性能的影响

现代焊接结构对焊接质量的要求越来越高.焊缝金属的内部组织及其结构显著影响焊接接头的性能.为了通过控制焊接接头内部的晶粒形态和尺寸来提高焊接接头的性能，利用纵向磁场发生装置进行了低碳钢MIG焊接实验，对焊缝金属进行了金相及力学性能试验.结果表明，外加纵向磁场作用下与不加磁场进行比较，焊缝的抗拉强度提高了37.79%，焊缝的抗冲击韧性比不加磁场时增加了72.21%.可见外加纵向磁场焊接可以有效地细化焊缝的晶粒，提高焊接接头抗拉强度以及冲击韧性等力学性能.     

变极性脉冲MIG焊熔滴过渡过程

为了研究变极性脉冲熔化极惰性气体保护焊在焊核薄板时焊丝的受热机理以及熔滴过渡时的电弧形态与受力过程,搭建了熔滴过渡过程与焊接电信号的同步采集实验平台,对应分析了焊接电流与熔滴长大及脱落过程,得到了电流波形与熔滴过渡状态的匹配关系.通过分析不同阶段熔滴受力状态及其对熔滴过渡的影响,得到了固定频率条件下各阶段的时间配比对熔滴过渡形态的影响.通过调节工艺参数实现了一脉一滴的熔滴过渡过程,得到了均匀稳定的焊缝.分析了熔滴脱落形态,研究了熔滴各特征尺寸.结果表明电信号不同波段持续时间对熔滴尺寸有明显影响.     

Al-0.6Mg-0.6Si铝合金MIG焊接接头显微组织与微区成分研究

对轨道车辆用新型Al-0.6Mg-0.6Si铝合金进行了熔化极隋性气体保护(MIG)焊接,利用光学金相(OM)、能谱(EDAX)分析等测试手段,对焊接接头的显微组织与微区成分(质量分数)进行 了分析.结果表明:采用MIG焊接方法能够获得成形良好的接头,焊缝中心结晶形成典型铸态组织,但易于偏聚形成显微夹杂,靠近熔合线的焊缝逐渐由焊缝边缘的柱状晶过渡到枝状晶.熔合线附近的焊缝边缘易于形成Si偏析带,A1-0.6Mg -0.6Si基体组织的质量比m(Mg):m(Si)≈1.04:1,焊缝中心Mg元素受电孤高温烧损,Mg含量(质量分数)为3.08％.     

焊接电弧高速图像采集

为采集焊接电弧图像和观察熔滴过渡过程,采用焊接电弧高速摄像关键技术（包括背光技术、光学放大率和高速摄像参数的选择）,建立了以激光为背光光源的高速摄像系统。利用此系统可以在线观测和监控焊接过程,其结果对焊电弧现象以及MIG焊熔滴过渡过程的高速摄像技术有较高参考价值。     

熔滴过渡光谱传感器原理及测控效果

为实现熔化极脉冲焊熔滴过渡的精确控制,研制了电弧熔滴过渡光谱传感器,并设计了多信息同步的高速摄像装置,对电弧熔滴过渡光谱传感器的传感灵敏性和控制的可靠性进行检测和验证,证实了电弧光谱对熔滴过渡检测的准确性及光谱信号实时控制熔滴过渡的可靠性,实现了1脉1滴和1脉2滴的熔滴过渡脉冲焊接过程.     

退火态5083铝合金焊接接头组织与性能分析

采用连续挤压—拉拔—刮削光亮化技术制备的ER5356铝合金焊丝对退火态5083铝合金板材进行MIG焊接,并通过金相、扫描、硬度、拉伸等观察与测试手段对其焊接接头进行试验分析。结果表明:该技术制备的焊丝焊接效果良好,焊缝无裂纹、夹杂等缺陷;焊接接头各区域组织分布均匀,焊缝中心硬度最低,为68 HV,焊接接头抗拉强度为277 MPa,强度系数为92.3%,力学性能较好,完全达到了实际焊接要求和船舶使用需求。     

工艺参数对堆焊熔敷成形极限倾角的影响规律

为了研究堆焊熔敷成形的极限倾角及送丝速度和堆焊速度对其的影响规律,采用MIG堆焊熔敷工艺进行单道多层成形试验,从焊缝形状变化及熔滴过渡方式的角度研究分析了成形极限倾角与工艺参数之间的关系.结果表明：极限倾角的大小主要由堆焊电流的大小决定并与成形焊缝形状有关,工艺参数对极限倾角的影响主要是通过改变堆焊电流、进而改变熔滴悬空部分所受力的平衡来实现的;在沿焊道方向上成形极限倾角为45°,且不受送丝速度和堆焊速度变化的影响.在垂直于焊道方向上,极限倾角随送丝速度的增大总体上呈减小趋势,随堆焊速度的增大呈先增大后减小趋势,当堆焊速度在18~21 mm/s时有最大值50°     

单双丝埋弧焊工艺及接头性能比较分析

以生产中常用的16Mn钢材料为焊接母材,采用单丝交流、单丝直流埋弧焊和双丝埋弧焊工艺方法制备焊件.对不同工艺方法得到的焊接接头进行了拉伸试验,焊缝金属和焊接热影响区金属的室温冲击试验,观察了焊缝金属的显微组织,用扫描电子显微镜观察了冲击断口形貌,根据试验数据计算了不同工艺方法下的熔敷速度.比较分析结果表明:双丝埋弧焊工艺下的熔敷速度比单丝交流、单丝直流埋弧焊工艺下的熔敷速度分别提高了108%和64%,焊接速度分别提高了59%和67%,焊接工艺稳定性好,焊缝成形美观.三种工艺方法下得到的焊接接头抗拉强度和屈服强度无明显区别.单丝埋弧焊时焊缝金属的室温冲击韧度值比双丝埋弧焊时的高,单丝交流埋弧焊时焊接热影响区金属的冲击韧度值最高.     

焊接材料对7075铝合金焊接性及焊缝组织的影响

为了改善7075铝合金的焊接性并提高焊接接头的力学性能,采用ER4043和ER5356焊丝对7075铝合金进行了焊接.利用万能拉伸试验机和小型维氏硬度计对焊接接头的力学性能进行了检测,利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱仪和X射线衍射仪观察并分析了焊接接头的显微组织.结果表明,由ER5356焊丝焊接得到的焊接接头的力学性能高于采用ER4043焊丝的性能.与ER4043焊丝焊缝相比,ER5356焊丝焊缝的晶粒组织较为细小,析出相分布也更加均匀.ER5356焊丝中的Mg元素有利于提高焊接接头的强度,而ER4043焊丝中的Si元素有利于提高7075铝合金的焊接性.     

7A52铝合金双丝MIG焊接温度场及残余应力场数值模拟

运用大型有限元模拟分析软件ABAQUS,采用双丝MIG焊接方法,对7A52超硬铝合金的平板对接接头温度场和残余应力场进行数值模拟。模型选用三维实体单元,考虑了材料物理性能随温度变化的影响,借助Fortran语言添加DFLUX用户子程序完成热源模型的添加过程,利用单元“生死”及“追踪”模拟焊接过程。得出了三维温度场及残余应力场云图,并对数值模拟结果进行分析。     

Al-Si-Cu系铸造铝合金钨极氩弧焊

用金相、扫描电镜、电子探针和X射线衍射等检验方法,从焊接工艺和焊接接头区域组织结构两方面进行分析。结果表明,采用交流钨极氩弧焊和Al-Si合金焊丝(MS311)作填充金属,可获得满意的结果。该工艺可推广应用于各种铸造铝合金构件的焊接与焊补。     

Effect of welding process on the microstructure and properties of dissimilar weld joints between low alloy steel and duplex stainless steel

To obtain high-quality dissimilar weld joints, the processes of metal inert gas (MIG) welding and tungsten inert gas (TIG) welding for duplex stainless steel (DSS) and low alloy steel were compared in this paper. The microstructure and corrosion morphology of dissimilar weld joints were observed by scanning electron microscopy (SEM); the chemical compositions in different zones were detected by en-ergy-dispersive spectroscopy (EDS); the mechanical properties were measured by microhardness test, tensile test, and impact test; the corro-sion behavior was evaluated by polarization curves. Obvious concentration gradients of Ni and Cr exist between the fusion boundary and the type II boundary, where the hardness is much higher. The impact toughness of weld metal by MIG welding is higher than that by TIG weld-ing. The corrosion current density of TIG weld metal is higher than that of MIG weld metal in a 3.5wt% NaCl solution. Galvanic corrosion happens between low alloy steel and weld metal, revealing the weakness of low alloy steel in industrial service. The quality of joints pro-duced by MIG welding is better than that by TIG welding in mechanical performance and corrosion resistance. MIG welding with the filler metal ER2009 is the suitable welding process for dissimilar metals jointing between UNS S31803 duplex stainless steel and low alloy steel in practical application.     

基于因子分析的白车身装焊误差的控制

为控制白车身焊装过程中焊点的超差现象,应用多元统计分析理论中的因子分析方法来处理误差数据识别误差源,并且根据因子分析理论推导出误差数据的修正模型,计算出修正量,作为对误差源调整的参考。最后通过对实际案例的分析,验证因子分析在白车身焊装误差监控过程中的有效性.