AZ31镁合金板钨极氦-氩保护焊焊接工艺研究

探讨氦-氩混合气体保护下TIG焊接AZ31镁合金板的可焊性,对其焊接工艺参数进行确定。试验结果表明,与采用纯氩、纯氦气保护焊接相比,采用氦-氩气混合气体TIG焊接镁合金板材具有电弧稳定,阴极清理作用明显,氧化膜易于破碎,保护效果良好等优点。在合理的工艺参数下,可获得表面光滑、无堆高和无变形等缺陷的焊缝。     

大电流钨极氩-氦混合气体电弧行为分析

采用水冷紫铜阳极和水冷TIG焊枪，在60—400A的直流电流范围内，对钨极氩—氦混合气体电弧的行为进行了测定和分析，主要测定和讨论了氩、氦及其不同配比的混合气体电弧的静特性、电弧形态、阴极热功率、阳极热功率等内容。结果表明，随着氦气体积流量分数的增大，特别是当其大于80％以上时，电弧电压明显增大，阳极热功率所占比例明显增大，而阴极热功率所占比例却明显减少。试验中使用TIG焊接方法，通过增大氦气体积流量分数和焊接电流，可完全实现常温下中、厚紫铜试件的熔化，获得足够的熔深和良好的熔深形状，进而可实现不预热焊接。     

正交试验法优化镁合金氦-氩TIG焊工艺

以氦-氩混合气体为保护气氛,采用正交试验和方差分析的方法,对AZ31镁合金板材进行了TIG焊工艺参数的优化。结果表明:电流对焊接质量影响最大,焊接速度次之,气体流量影响最小。获得良好焊逢的最佳工艺参数为:焊接电流58 A,焊接速度15 mm/s,氦-氩混合气体流量95 ml/s。计算确定了最优工程平均及变动范围的置信区间。     

钨极氩-氮电弧行为及厚板紫铜冷焊的分析

采用水冷紫铜阳极和水冷TIG焊枪，在80～340A的电流范围内，对钨极氩-氮混合气体电弧的行为进行了测定和分析，主要测定和讨论了氩、氮及其不同配比混合气体电弧的静特性、电弧形态、阴极热功率、阳极热功率等内容。结果表明，当氮气含量较小时，电弧电压随氮气含量的增加明显增大，电弧阳极近区收缩明显，而阴极、阳极热功率所占比例却没有明显改变；当氮气含量超过20％以后，电弧电压及电弧阳极近区收缩现象越来越不明显。试验中使用TIG焊接方法，通过选择适当比例的氮气含量、焊接参数及工艺措施，可完全实现常温下中、厚紫铜试件的熔化和良好的焊缝熔深形状，并可获得满意的焊缝表面成形。     

铜/钢TIG堆焊氦-氩混合比对泛铁的影响

研究了不同氦-氩混合比在铜，钢TIG堆焊过程中对泛铁量及泛铁形态的影响。通过调解氦-氩混合比来获取相应的电弧形态及电弧压力，得到了不同氦-氩混合比与泛铁量及泛铁形态之间的关系。结果表明，在适当的焊接工艺参数下，随着氦气比例的增加，热输入增大，而电弧压力先减小后增大。不同的氦-氩混合比对应不同的泛铁形态。通过调节氦-氩混合比来实现对电弧的热输入、电弧压力及电弧形态的控制，从而严格控制泛铁量及泛铁形态。     

AZ31镁合金氦-氩混合气体TIG焊接头组织和力学性能研究

以氦-氩混合气体为保护气氛，对AZ31镁合金板材进行了TIG焊，并对焊接接头的显微组织、力学性能进行了测试。结果表明，焊缝区全部由均匀细小的等轴晶组成，热影响区组织较粗大；热影响区的硬度明显比母材低，焊缝区的显微硬度和母材相近；焊件的抗拉强度为母材的68．6％，断裂发生在热影响区，属于韧-脆混合断裂。     

SiC颗粒增强铝基复合材料氦-氩混合气体TIG焊研究

以氦-氩混合气体为保护气氛,采用填加铝硅焊丝的方法对SiC颗粒增强铝基复合材料进行了TIG焊的研究.获得良好焊逢的最佳工艺参数为:焊接电流60A,氦-氩混合气体流量115 mL/s,焊接速度3.2 mm/s.金相组织观察表明,焊缝区全部由均匀细小的等轴晶组成,热影响区组织较粗大.焊件的抗拉强度为母材的70%左右,断裂发生在热影响区,属于韧-脆混合断裂.     

镁合金氦-氩混合气体TIG焊焊接接头组织分析

在氦-氩混合气体保护条件下，对AZ31镁合金板材进行了TIC焊接，获得了表面光滑、无堆高和无变形等缺陷的焊缝。金相观察表明，和母材区相比，热影响区晶粒粗大，但焊缝区全部由均匀细小的等轴晶组成。     

基于光谱诊断的氩氮TIG焊电弧物理特性分析

混合气体保护焊能够提高焊接质量及生产效率，由于混合气体保护焊电弧成分复杂多变，对其物理性能等的研究具有一定的难度. 文中以氩氮混合气体钨极惰性气体保护焊（TIG焊）电弧为研究对象，采用双电荷耦合元件（CCD）电弧光谱图像采集试验系统，获取氩氮混合气体TIG焊电弧Ar I及N I的特征谱图像的动态分布；结合双元素双组分标准温度法对不同浓度（50%Ar + 50%N₂，80%Ar + 20%N₂及100%Ar）的氩氮电弧进行光谱诊断. 结果表明，电弧半径最高收缩50%左右，温度最高升高12%. 通过对氩氮电弧物理性能的定量分析为研究混合气体保护焊焊缝成形的本质奠定了理论基础.     

氮氩气体保护TIG焊接电弧数值分析

以TIG焊接电弧为对象,依据磁流体动力学理论构建电弧的数学模型,运用ANSYS有限元分析软件对二维稳态下轴对称的、氩氮混合气体保护的TIG焊接电弧进行了数值分析,得到了50%N2 Ar混合气体保护下焊接电弧的温度场、速度场的形态分布特征.并通过与纯氩气保护的TIG焊接电弧温度、压力以及等离子体速度等分布的比较,得出了加入氮气作为保护气体时,TIG焊接电弧能量及形态的分布变化.对比结果表明,加入氮气作为保护气体提高了TIG焊接电弧的电弧温度、等离子体速度和电弧压力,能得到更高能量密度的焊接电弧.     

铝合金二元与三元气体保护焊技术比较

为认知铝合金三元气体保护焊接中微量氮气混入的重要性,研究了纯氩、氩氦二元气体保护、氩氦氮三元气体保护焊条件下铝合金焊接电弧形态、焊接接头宏观及微观组织、热影响区宽度的区别.试验结果表明,三元气体保护焊电弧收缩最为显著,焊缝晶粒最为细小,热影响区最窄,接头冲击韧性最高,焊接质量最高.纯氩气体保护焊焊接接头性能次之,氩氦二元气体保护焊接接头性能最低.结果表明,微量氮气的加入对于三元气体保护焊接质量提升是非常重要的因素.     

窄间隙TIG全位置自动焊保护气体选择

窄间隙深坡口自动焊主要用于厚壁构件的焊接,保护气体以高纯度(99.999%)Ar为宜。通过试验分析了在给定的焊缝深度下,保护气体流量的确定以及气体出口压力对焊缝成形的影响。     

高炉上紫铜与16MnR异种金属的焊接

阐述了紫铜与16Mn R钢异种金属材料焊接在柳钢3#高炉紫铜水冷壁修复中的应用。针对紫铜与16Mn R钢异种金属材料的焊接特点,在制造车间将新紫铜冷却水箱与炉壳等厚的16Mn R钢板(δ=40 mm)焊接制成一个组合工件,在高炉施工现场由组合工件与高炉炉壳直接焊接。加工适当的焊接坡口,选择合理的焊接工艺,成功解决了紫铜与16Mn R钢异种金属材料的焊接问题,按质、按期完成紫铜冷却水箱的更换,获得甲方的一致好评。     

Simulation on temperature field of TIG welding of copper without preheating

1 Introduction Fusion welding of red copper easily leads to many defects, such as backing’s lack of fusion, groove’s hard of through-welding, bad surface forming. All these have relations with thermophysical performances of red copper. The heat conduct…     

紫铜厚板的搅拌摩擦焊接

采用搅拌摩擦焊接方法对厚度为25mm的T2紫铜厚板进行了单道对接焊试验,并对焊缝的微观组织、力学性能、导电特性及焊缝能谱进行了分析.结果表明,用搅拌摩擦焊方法焊接25mm厚的T2紫铜板,可得到成形美观、内部无缺陷的平板对接接头.在旋转速度为960r/min、焊接速度为70mm/min时,搅拌摩擦焊的焊接接头的抗拉强度可达到186.6MPa,搅拌摩擦焊接头的电阻率与母材基本相当.     

厚板铝合金双丝气体保护焊工艺

采用双丝气体保护焊对40mm厚7A52铝合金板进行焊接工艺试验,研究了坡口形式和参数等对接头质量的影响,确定了最佳的双丝气体保护焊工艺及参数。焊缝缺陷、硬度、组织分析和力学性能等方面的检测表明：对于40mm厚7A52铝合金板,采用双丝气体保护焊工艺可得到优良的焊接接头。     

单面双点和单面点焊接形式对电阻点焊焊点强度的影响

采用外界铜板作为导电体的点焊,有单面双点和单面单点两种形式.用一台并列双电极式加辅助电极形式的焊接设备焊接三种搭接接头形式的试件,试件搭接方式分别是:薄板在铬锆铜乎台接触,厚板在电极侧,完成单面双点和单面单点的焊接;厚板在铬锆铜平台侧,薄板在电极侧,用单面双点方式进行焊接焊接电流、压力、时间相同的条件下,对三种形式的焊接试样分别进行拉伸试验和金相试验,分析拉伸力、熔核中的气孔尺寸和熔核尺寸,得出在表面不涂装的不锈钢车辆的侧墙、端墙生产中的焊接影响因素.     

基于Fluent的窄间隙TIG焊枪结构优化设计

针对大型工程项目当中的大口径、大厚壁、深窄间隙坡口的管道对接需求,设计了一款窄间隙TIG(NG-TIG)焊枪,并实现高效率焊接。该枪体为非对称的一体化扁平式结构,在间隙宽度为10 mm、深度15 mm的U形坡口内进行焊接试验,发现在窄间隙焊接过程中出现了焊缝成形不连续、焊缝出现气孔及电弧不稳等问题。为了达到理想的焊接工艺效果,文中通过Fluent软件进行了数值模拟仿真分析,对窄间隙TIG焊枪的保护气输送通道及其出口布局进行了结构优化,并且在与传统TIG焊枪的保护气体流量及运动轨迹等方面进行对比后,发现保护气体在钨极周围均匀向外扩散,且速度与传统TIG焊枪的气体保护状态接近,从而确定了窄间隙TIG焊枪的气体保护结构。结果表明,焊枪在焊接电流为120 A,焊接速度为100 mm/min,气体流量在25 L/min的焊接工艺参数下电弧稳定、无飞溅,焊缝成形美观无缺陷。 创新点： (1)通过Fluent软件对传统TIG焊枪的保护气体状态进行了仿真,并作为参照对窄间隙TIG焊枪的送气结构进行了优化设计。(2)窄间隙TIG焊枪既继承了传统TIG的优势,又解决了窄间隙焊接过程中电弧不稳、焊缝出现气孔等常见的问题。(3)通过非填丝和填丝,在坡口内和管壁盖面2种工况下进行了焊接试验,确定了窄间隙TIG焊枪的良好适用性。     

小孔型等离子弧焊接条形气孔形成机理

等离子弧焊接中厚钢板时,常存在焊接工艺窗口窄问题. 在中厚不锈钢板小孔型等离子弧焊(keyhole plasma arc welding,K-PAW )中发现,离子气体流量较弱而使匙孔未打开,形成盲孔时,会在焊缝内产生平行于焊接方向的长条形气孔,形成条形气孔时,等离子弧形态发生明显变化,电弧面积增加且波动更为剧烈,出现向后的反射. 使用高速摄影装置研究了条形气孔的形成过程.结果表明,中厚板等离子弧焊中,条形气孔是在一定的焊接速度和较低的电弧能量下,熔池前壁倾角较大,等离子弧受熔池前壁反射作用冲击熔池后壁,使熔池后壁发生弯曲,并在一定的凝固条件下保留,产生平行长气孔. 对条形气孔的研究有助于为匙孔等离子弧焊接中匙孔形成条件及机制提供新认识.