激光拼焊碾压工艺研究

激光拼焊技术被广泛应用在汽车车身制造领域,而拼焊间隙是影响激光拼焊焊缝质量的主要问题之一,碾压技术是解决间隙问题的有效方法。碾压工艺直接影响宽展和碾压力,最终影响对间隙的补偿效果。本文基于对碾压机构的结构分析,对碾压过程进行了数值模拟,发现了碾压工艺对碾压结果的影响规律,并在此基础上进行了在线碾压和焊接试验验证,试验结果与数值模拟结果相符,验证了碾压技术对间隙有明显的补偿作用。     

基于偏最小二乘回归模型的激光焊缝宽度预测与控制方法

激光焊接焊缝是激光拼焊板成形性能的重要影响因素之一,同时也是导致拼焊板在冲压过程中出现破裂失效的导火索.因此,为了优化焊接工艺以及激光拼焊板成形性能就必须对焊缝宽度加以预测与控制.利用有限元软件对激光焊接过程进行三维动态温度场模拟,通过分析试验钢板节点温度分布情况,计算出焊缝宽度.在此基础上,利用偏最小二乘同归方法建立了激光焊缝宽度预测模型.运用本文预测模型,焊缝宽度预测相对误差均在5%以下,充分验证了该预测模型的合理性及适用性.     

基于偏最小二乘回归模型的激光焊缝宽度预测与控制方法

激光焊接焊缝是激光拼焊板成形性能的重要影响因素之一,同时也是导致拼焊板在冲压过程中出现破裂失效的导火索。因此,为了提高激光拼焊板成形性能和减少在冲压过程中出现破裂的次数就必须对焊缝宽度加以预测和控制,以期提出优化的焊接工艺。利用有限元软件对激光焊接过程进行三维动态温度场模拟,通过分析试验钢板节点温度分布情况,计算出焊缝宽度。在此基础上,利用偏最小二乘回归方法建立了激光焊缝宽度预测模型。运用本研究预测模型,焊缝宽度预测相对误差均在5%以下,充分验证了该预测模型的合理性和适用性。结合模型的辅助分析技术,提出一种如何优化焊接工艺参数以获得预期焊缝宽度的方法。     

高功率激光拼焊不锈钢焊接接头组织与性能

采用6 kW连续光纤激光器对5 mm厚的304不锈钢进行了高功率激光对接焊,通过改变预置间隙和焊接速度来进行工艺优化,并对不同组焊接工艺参数的焊接接头进行宏观与微观组织分析、显微硬度试验。结果表明,在激光功率3 kW下,拼焊5 mm厚的304不锈钢板,当激光焊接工件预置间隙不大于0.3 mm时,焊缝成形均匀美观,未发现裂纹;在同一焊接速度下,通过改变预置间隙,焊缝成形也会不同。焊缝截面呈Y形,热影响区(HAZ)相当窄,焊缝熔化区组织均为针状铁素体,以枝晶方式沿不同取向分布在中心区域两侧;焊缝区域和母材的硬度没有发生明显变化,说明接头没有发生软化。     

激光-TIG复合热源焊接钛合金T形结构焊缝成形特点及影响因素分析

采用激光-TIG弧复合焊接工艺对钛合金T形结构单面焊背面双侧一次成形焊接新技术进行了研究,通过综合试验、对比分析等方法,研究了多种试验条件下T形结构焊缝成形特点及影响因素,给出了采用激光-TIG复合焊接工艺实现钛合金T形结构单面焊背面双侧一次成形焊接的最佳工艺方案.结果表明,采用激光-TIG复合焊接工艺焊接钛合金T形结构与钨极氩弧熔透焊工艺相比在焊缝组织、焊接效率、焊缝成形、间隙适应性等方面有明显的优势.     

基于BP人工神经网络模型的激光焊缝宽度预测方法

激光焊缝宽度是考核激光拼焊板质量的重要指标之一,直接影响到拼焊板的成形性能.因此,通过对激光焊缝宽度进行预测可以达到焊接工艺参数优化的目的,以提高拼焊板的焊接质量与成形性能.本文利用BP人工神经网络技术建立了焊缝宽度预测模型,该模型可以实现对焊缝宽度的有效预测,预测精度达到96%以上,具有较好的工业实用价值.     

焊丝熔化方式对激光焊接过程的影响

研究了两种焊丝熔化方法(电弧预熔丝激光焊、激光填丝焊)激光焊接过程对匙孔稳定性以及焊缝成形的影响，进一步研究了焊丝熔化方法对焊接接头质量的影响，并对比分析了两种焊丝熔化方式对焊接速度的适应性. 结果表明，电弧预熔丝激光焊过程中，熔池表面匙孔开口尺寸变化不大，匙孔较为稳定；激光填丝焊方法由于熔化的液态金属距离匙孔边缘很近，焊接过程中熔池表面匙孔开口尺寸变化较大,而且容易出现熔池表面匙孔的闭合. 与激光填丝焊相比，电弧预熔丝激光焊熔化的焊丝端部可以沿熔池边缘流入，与匙孔边缘的距离较远，匙孔稳定性较好，焊缝气孔数量较少. 当焊接速度为8 m/min时，电弧预熔丝激光焊的焊缝成形良好；而激光填丝焊焊缝背面成形不连续，并且出现了未焊透的缺陷.     

不等厚拼焊板材的成形性实验研究

不等厚拼焊板由于焊缝的存在及其方位影响，又由于坯料强弱不均，可以引起坯料的冲压变形性能发生显著变化。本文通过焊接工艺对比，比较了激光焊、滚压电阻焊和氩弧焊工艺对拼焊板塑性变形性能的影响；对拼焊板试析进行拉伸实验，确定了焊缝方位和薄厚板比例对试件塑性变形的影响；进行了不等厚拼焊板件的半球拉深实验和方盒件拉深实验，总结了拼焊板材的冲压成形性能和不均匀变形规律。     

Ti6Al4V薄板脉冲激光拼焊焊缝成形及力学性能

为了改善钛合金薄板激光焊接过程中因工装误差或存在毛刺造成的焊穿、焊漏等缺陷,采用光纤激光器对1.2 mm厚的Ti6Al4V薄板进行脉冲激光焊接试验。分析脉冲频率、对接间隙及激光峰值功率3个工艺条件对焊缝成形的影响,针对外观成形较好的焊缝进行显微组织与力学性能测试,确定了适合Ti6Al4V薄板拼焊的最佳焊接工艺参数。结果表明,采用脉冲频率40 Hz,占空比60%,激光峰值功率2.0 kW,光斑直径0.7 mm,焊接速度1.8 m/min的脉冲激光焊接工艺可以获得质量优异的焊缝;焊缝由粗大的柱状β晶粒和针状α′相组成,热影响区形成了短针状α′相;随着峰值功率的增大,焊缝的显微硬度明显增大,抗拉强度逐渐减小。最优焊接工艺参数下的焊缝强度可以达到母材的98%,拉伸断口表面平整、规则,断面与拉伸轴线方向呈45°,断口含有大量韧窝。 创新点： (1)采用特定的脉冲波形配合大的光斑直径对Ti6Al4V薄板进行脉冲激光焊接试验,改善了焊缝成形质量。 (2)考虑了薄板对接时工装间隙的影响,并在试验前预留了间隙,探索出了Ti6Al4V薄板脉冲激光拼焊的最佳焊接工艺参数。     

基于数值模拟的激光拼焊板渐进成形性能研究

渐进成形技术是近年发展起来的一种新的板料成形方法,将该技术应用到激光拼焊板成形领域的研究还很少。以某圆台零件为研究对象,建立了激光拼焊板有限元模型。通过正交试验研究了工具头直径、下压量、拼焊板焊缝位置和板厚组合对激光拼焊板的成形性能的影响。结果表明,焊缝位置对激光拼焊板成形极限的影响最为显著,其次为下压量、板厚组合和工具头直径,并得出了最优工艺参数组合。在保证零件加工精度及满足设备成形能力的前提下,尽量提高下压量不仅有助于提高激光拼焊板成形效率,还能有效提高成形极限。结果能为渐进成形工艺参数的选择提供参考。     

焊接专家——史耀武

史耀武 ,194 0年生于北京。汉族。中共党员。 1959年北京市第四中学毕业。196 4年西安交通大学毕业 ,毕业后留校任教。 1982年在英国Ａｓｔｏｎ大学冶金与材料工程系获得博士学位。 1985年起任西安交通大学教授。 1984年至 1987年任西安交通大学机械工程系副主任 ;1987年至 1994年任系主任兼机械工程研究所所长。 1990年起任博士生导师 ,并与其他教师一起创建了西安交通大学焊接专业博士点。 1995年调入北京工业大学 ,现任北京工业大学材料科学与工程学院院长。在与教师的共同努力下 ,自 1998年以来先后拥有了材料学科的二级至一级的全部博…     

焊接结构和顺序对焊接残余应力影响研究

采用有限元软件MSC.Marc,对使用高强钢制造的工程机械常用局部加强贴板焊接结构进行焊接残余应力数值模拟计算分析。文中分别对四种不同结构和焊接顺序进行计算,对比分析结果表明:结构拘束和焊接顺序对焊接残余应力有重要影响,局部加强贴板增加结构拘束度,导致焊接残余应力增大;先焊主结构,再焊局部加强贴板,焊接残余应力最大。因此,合适地设计焊接结构和焊接顺序有利于降低结构的焊接残余应力,提高焊接结构的可靠性。     

20钢蒸汽管道氩电联焊焊接工艺

本文分析了对20钢蒸汽管道采用的TIG打底焊、SMAW焊条填充、盖面时的焊接工艺,采用该工艺减少了气孔、夹渣和未焊透等缺陷,提高了焊接接头的射线检验合格率,保证了焊接质量。     

薄板工字梁焊接变形的控制

大型薄板工字梁抗弯刚性小,焊接变形复杂且多样,变形量控制困难。通过对薄板工字梁焊接变形的原因进行分析,提出了控制其变形的技术措施。实践表明,焊接变形可控制在标准允许范围内。     

焊接经验公式在焊接工艺中的应用

本文对于手弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊等焊接方法的焊接电流、电弧电压经验公式进行了对比分析，指出了这些经验公式使用的范围及使用时须注意的问题。实践证明，这些公式简便、实用。     

窄间隙埋弧焊焊接曲轴

焊接曲轴是近代曲轴制造工艺中一个重要成就.采用窄间隙埋弧焊方法焊接曲轴,不仅保证了焊缝的强度和刚度,而且节省了材料、降低了焊接应力、减少了焊接缺陷.     

振动焊接改善焊缝的组织

振动焊接是指在焊接过程中根据不同构件施加不同参数的机械振动 ,在振动条件下进行焊接。不难想象 ,在一定频率范围内的轻微振动 ,势必对焊接熔池有一定作用[1] :①当焊缝金属在熔融状态下 ,振动可以使组织发生变化 ,细化晶粒 ,使焊缝的力学性能得到提高 ;②在有温度场作用下 ,     

大型三幅板焊接齿轮的组装与焊接

本钢1700轧机改造项目中的F1、F2大齿轮是迄今为止我厂生产的最大的焊接齿轮.其外形尺寸为1340mm×3740mm.制造执行的是德国西马克SN200技术标准,并首次采用了埋弧自动焊技术,焊后探伤一次通过.     

高频焊接钢管工艺参数的研究

为了提高冷弯钢管焊接质量,采用不同工艺参数对其进行焊接,用金相、扫描电镜及硬度测试、冲击、冷弯和拉伸等方法研究了其焊接钢管的组织及力学性能.结果表明,焊缝区域没有裂纹、气孔等缺陷.试样焊缝中心组织为魏氏组织,热影响区的组织是魏氏组织、珠光体和先共析铁素体,母材为珠光体和铁素体.试样焊缝处的表面布氏硬度最高,热影响区居中.而母材最低.焊缝组织粗大,硬度最高,韧性最低.试样弯曲角随面能量呈山型变化趋势,只有面能量处于最佳值时,焊缝力学性能最佳.     

焊接专家——董祖珏

董祖珏,１９４０年３月生,上海市人。１９６４年毕业于北京清华大学焊接专业,现为机械科学研究院哈尔滨焊接研究所教授级高级工程师。曾获国家级有突出贡献的中 青年专家,全国三八红旗手,哈尔滨市特等劳动模范等９项荣誉称号。 １９９３年至今兼 任中国焊接学会堆焊及表面工程（原为堆焊与热喷涂）专业委员会副主任委员。在国 内外同行中享有较高的声誉。 ３０多年来,董祖珏一直在科研第一线从事堆焊及表面工程技术和焊接高温裂缝 的研究工作,是该领域的学科带头人。培养了多名年轻科技人员,指导过硕士生和博 士生。先后发表了《新…