TIG焊活性剂对焊缝成形的影响

活性化焊接（A－TIG焊）在90年代末期受到国外的高度重视，同传统的TIG焊（钨极惰性气体保护电弧焊）相比，在相同的规范下活性化焊接能够大幅度地提高生产率、降低生产成本。中针对不锈钢和钛合金材料，研究了在A－TIG焊中单一成分的活性剂和涂敷量对焊缝成形的影响。试验结果表明，与无活性剂的焊缝相比，活性剂CaF2,SiO2,NaF,Cr2O3和TiO3都能够有效地增加不锈钢和钛合金焊缝的 熔深，随着涂敷量的增加，焊缝熔深也相应的增加，熔宽减小。但涂敷有CaF2活性剂的不锈钢焊缝成形不好，涂敷有Cr2O3的钛合金焊缝正面熔宽没有明显的变化。在不锈钢焊接中，活性剂SiO2的作用效果最好；而钛合金的焊接中CaF2的作用效果最好。电弧收缩和熔池表面张力的变化是活性剂增加熔深的主要原因。     

镁合金活性TIG焊焊接接头组织特征分析

对活性化焊接(A-TIG)方法在镁合金焊接中的应用进行了初步的探讨。选取TiO2作为活性剂，研究了单一活性剂TiO2对镁合金焊接后微观组织的影响。试验结果表明，涂敷单一活性剂TiO2可以使焊缝熔深比常规的TIG焊增加2倍。与未涂敷活性剂的焊缝相比，涂敷TiO2活性剂可以增大焊接的熔深，减小熔宽。     

活性化TIG焊中活性剂和焊接参数对焊缝深宽比的影响

研究了在TIG焊中单一成分的活性剂 (SiO2 、CaF2 、TiO2 、Cr2 O3 、NaF)对不锈钢焊缝深宽比 (D/W )的影响 ,并针对SiO2 活性剂 ,分别研究了活性剂的涂敷量和焊接规范参数 (焊接电流、焊接速度和弧长 )对A -TIG焊焊缝深宽比的影响。试验结果表明 ,焊道深宽比随活性剂涂敷量的增加而增大 ,在所选择的五种活性剂中 ,以SiO2 的影响最为显著。涂敷活性剂SiO2 的试件 ,随着焊接电流、焊接速度和弧长的增加 ,焊缝的深宽比与无活性剂时相比有明显的增加。在TIG焊中应用某种活性剂 ,使用原有的设备就能够大幅度提高焊缝的深宽比 ,从而降低生产周期和制造成本 ,具有很好的应用前景。     

TIG电弧活性化焊接现象和机理研究(1)--表面活性剂对不锈钢材料TIG焊熔深的影响

研究了SiO2和TiO2两种单一成分活性剂对SUS304不锈钢材料TIG焊熔深的影响以及活性剂涂敷量对焊接熔深的作用效果.结果表明,活性化TIG电弧焊接能够大幅度提高焊接熔深及焊接效率.     

铝合金分区活性TIG焊接法研究

针对铝合金材料,提出了一种新型活性焊接方法--FZ-TIG焊(Flux Zoned TIG Welding).在传统TIG焊接前,在待焊焊道表面中心区域涂敷低熔沸点低电阻率活性剂,在两侧区域分别涂敷高熔沸点高电阻率活性剂,然后进行正常焊接,可以同时保证焊接熔深显著增加和焊缝表面成形良好.以自行研制的FZ108活性剂进行了FZ-TIG焊,并与传统TIG焊、采用FZ108作为活性剂的A-TIG焊、采用SiO2作为活性剂的FB-TIG焊进行了对比.发现在相同参数下,采用FZ-TIG焊进行焊接,焊缝熔深明显大于传统TIG焊、A-TIG焊和FB-TIG焊,达到TIG焊熔深的3倍以上,并且焊缝成形良好,焊缝组织细化,力学性能改善.     

数值模拟在活性焊接技术研究中的应用现状及展望

高效率生产是焊接工作者持续追求的目标之一，而实现深熔深焊接是重要途径之一，尤其是能获得优异焊接质量但熔深较浅的TIG焊。活性焊接方法起源于AF-TIG焊（Activating Flux TIG welding），通过在普通TIG焊接前在待焊母材表面涂敷活性剂材料，可使得熔深显著增加，达到TIG焊熔深的2倍及以上。为了推动活性焊接方法的应用与发展，通过介绍活性焊熔深增加的两种机理，数值模拟在熔池流动、应力应变、活性剂过渡方面的应用，深入理解活性元素对熔深增加和焊缝性能的影响。并认为活性剂增加熔深机理有待厘清，加强研究活性元素在低温凝固阶段中的冶金行为及其对熔池金属相变过程和焊缝性能的影响规律，将会促进活性元素引入精细控制技术和新型活性焊接方法的开发。     

镁合金活性焊丝TIG焊

选择单一成分的常见化合物作为活性剂,涂敷于焊丝表面形成活性焊丝,并进行TIG填丝焊接试验.结果表明,在镁合金活性焊丝TIG焊接过程中,活性剂仍能起到增加焊接熔深的作用.氯化物活性剂对熔深的增加效果最为明显,熔深较普通焊丝增加最大可达3倍以上.研究发现对镁合金TIG焊熔深增加效果好的活性剂的沸点集中于900℃附近区间.用活性焊丝焊接时熔滴与熔池金属的融合能力变差,填丝性能较普通焊丝相比有所降低.     

活性剂对3003铝合金直流A-TIG焊的影响

对3003铝合金进行直流A-T1G焊接试验,选用卤化物NaC1、CaF2和氧化物SiO2、MnO2、TiO2作为活性剂,分别研究了单一组元和多组元表面活性剂对焊接熔深、焊缝成形以及接头组织的影响.结果表明:在进行铝合金直流TIG焊时,在焊缝表面涂敷一定成分活性剂能够增加焊缝熔深,改善焊缝质量,提高焊接生产率.总体来看,除NaC1增加熔深有限外,其余活性剂普遍增加熔深1倍以上.多组元配方活性剂增加熔深效果好于单组元活性剂,其中PS5活性剂熔深增加3倍以上,且焊缝成形良好,未见裂纹、气孔、夹渣等缺陷.分别对TIG焊和A-TIG焊接头组织进行观察,A-TIG焊较TIG焊的焊缝组织明显细小,而活性剂对焊接热影响区的平均晶粒度影响不大.     

活性剂消减钛合金焊接气孔的试验研究

活性剂TIG焊接（A—TIG焊）是一种在焊件表面涂敷一层活性化物质的新兴TIG焊接方法。本文主要针对钛合金TC4材料进行了A-TOG焊消除气孔效果的研究，结果表明．所选用的四种括性剂对于消减钛合金焊接气孔都是有效的．消减效果从好到差依次为：NaF→CaR→YF3→MgF2。四种活性剂都能降低电弧中氧的分压．喊少熔池中氢的来豫。但是活性剂消除气孔主要是冶金作用生成HF的结果。     

表面活性剂对钛合金A-TIG焊熔深的影响

采用卤化物（CaF2，ZnF2，MnCl2）、氧化物（SiO2，TiO2，V2O5）和单质Te作为表面活性剂进行钛合金A—TIG焊，研究了表面活性剂对焊接熔深的影响规律。结果表明：3种卤化物都能增加焊接熔深，其中MnCl2使得焊接熔深达到传统TIG焊的2倍以上：3种氧化物对焊缝成形几乎没有影响；Te能明显增加焊接熔深，减小焊缝熔宽。认为电弧收缩是卤化物但不是Te增加钛合金A—TIG焊熔深的主要机理。     

TIG焊和PAW焊中活性剂对焊缝熔深的影响

针对常规TIG焊生产效率低、熔深小等问题，研究了TIG焊和PAW焊中应用活性剂对焊缝熔深的影响。结果表明，应用活性剂后，在同样的参数下，同传统TIG相比，活性剂能够大幅度提高不锈钢、铝合金和钛合金的焊缝熔深。对于PAW焊，熔深也有增加，但是增加的幅度不如TIG效果明显，但对焊缝成形有很好的改善。同时，活性剂对铝合金焊接背面能够起到保护作用。对于钛合金，活性剂除了增加焊缝的熔深外，还能够大幅度地消减焊缝产生的气孔。     

不锈钢活性激光焊工艺研究

以不锈钢SUS304作为试验对象,分别研究了焊接速度、散焦离焦量、激光功率和保护气体等工艺参数以及活性剂和活性元素硫对不锈钢YAG激光焊焊缝成形的影响.试验结果表明,各焊缝表面成形良好,焊接速度和激光功率能明显影响焊缝成形,散焦离焦量和保护气体种类对YAG激光焊焊缝成形的影响较小.与硫含量较低的情况相比,活性剂和活性元素硫含量较高的情况下均能使得焊缝熔宽发生明显收缩,随着热输入量增加,活性剂增加熔深的效果也越明显,表明活性剂对熔深的影响效果与焊接过程的热输入量有密切联系.     

活性剂对激光-电弧复合焊接的影响

提出了激光-电弧复合活性焊接法,以提高小功率激光-电弧复合焊接的熔深.在待焊不锈钢表面涂覆一层活性剂,然后进行激光-电弧复合焊接.研究了工艺参数对焊缝成形性的影响,并对焊接接头的组织性能进行了分析.结果表明,涂覆活性剂后可以使复合焊接的熔深增加,并且可以细化复合焊焊缝组织.复合焊接头与复合活性焊接头的显微硬度变化规律一致.复合活性焊接头的抗拉强度较高,达到母材抗拉强度的92%.复合活性焊接头的腐蚀速率低于复合焊接头的腐蚀速率,具有良好的耐蚀性能.     

镁合金的低功率激光活性焊

试验研究几种常见活性剂对镁合金激光焊接过程的影响.结果表明,在低功率激光条件下,氧化物和氯化物活性剂能够增加镁合金激光焊接的熔深和深宽比.试验中,SiO2能够增加焊接熔深220%左右,证明通过使用活性剂来增加熔深,降低镁合金薄板激光焊接的成本是可行的;焊接热输入是影响活性激光焊熔深的重要参数;熔深增加的主要原因是活性剂微细粉末在激光作用初期增加对激光能量的吸收率.     

Experimental study on activating welding for aluminum alloys

0IntroductionAluminum alloys have more and more intensive appli-cations in many areas,including chemical vessel,aviationand space industry,ship and automobile,electrical poweretc,because of light weight,high intensity and corrosionproof.But,the weld penetration is normally poor becauseof its high thermal conductivity coefficient,high specificheat capacity.In order to improve weld penetration,eitherwelding processes with high power density or extra proces-ses such as preheat are required,which …     

活性剂对镁合金TIG焊接熔深的影响

根据最大熔深时TiO2，Cr2O3，CdCl2和ZnCl2活性剂中元素在焊缝中的分布分析了熔池的流动情况，在此基础上对上述4种活性剂对镁合金交流TIG焊接熔深的影响进行了研究．结果表明，这4种活性剂均可增加焊缝熔深，活性剂的涂敷量均有一个饱和值．加大涂敷活性剂后不同程度的改变了熔池中Mg，A1元素的分布．涂敷CdCl2，ZnCl2后在焊缝中没有观察到活性剂元素，而涂敷TiO2，Cr2O3后在焊缝中观察到了Ti，Cr，O元素，氯化物活性剂增加熔深的机理主要是活性剂与电弧的相互作用，氧化物活性剂增加熔深的机理主要是活性剂与熔池金属的相互作用．     

Welding of titanium alloys with activating flux

Abstract

In the present paper, the effects of an activating flux on Ti–6Al–4V alloy welding were investigated. Tungsten inert gas welding was used to weld 8.0 mm thickness Ti–6Al–4V alloy plates. Results show that applying the activating flux on the Ti–6Al–4V alloy surface leads to an increase in weld penetration depth, whereas the corresponding weld bead width is reduced. It was also found that various welding conditions, particularly flux thickness, influence the effectiveness of the activating flux. Furthermore, a data acquisition system was used to monitor the current and voltage signals during welding. Results from monitoring of the welding current and voltage signals reveal that there is a clear correlation between the signals and the weld penetration when the welding arc is steady. Analysis of the acquired signals can be used to identify inconsistencies in weld penetration. In summary, to take advantage of the use of activating flux in Ti alloy welding, it is important that a uniform flux layer is present at the alloy plate surface and suitable welding parameters are selected.     

Welding of magnesium alloys with activating flux

Abstract

The effects of an activating flux on AZ31B alloy welding were investigated. Alternating current tungsten inert gas (ACTIG) welding was used to weld 5·0 mm thick AZ31B alloy plates with CdCl₂, AlF₃ and TiO₂ activating flux. Applying the activating flux on the AZ31B alloy surface led to an increase in weld penetration depth. Various welding conditions, such as welding current, welding arc length, welding shielding gas flowrate, welding speed and flux thickness, influenced to different extents the ability of the activating flux to increase weld penetration. Furthermore, a high speed camera was used to monitor the arc images during welding. It was found that the brightest region of the arc was broader when CdCl₂ and AlF₃ were used, while the stability of the arc was increased when TiO₂ was used, especially in the positive electrode period. In summary, it is important that a uniform flux layer is present at the alloy plate surface and suitable welding parameters are selected.     

氧化物复合活性焊剂对聚焦光束焊接熔深的影响

研究了复合成份活性焊剂对于低碳钢聚焦光束焊接熔深的影响规律以及焊剂增加熔深的原因.结果表明,复合焊剂的配比是熔深增加量的最显著影响因素,并由此对配比进行了优化.在该配比下,复合焊剂增加熔深的效果优于单一成分活性焊剂.采用焊接热循环曲线检测系统,获得母材热影响区某点在焊接过程中的峰值温度.在母材不熔化状态下,比较涂敷焊剂和不涂焊剂时的峰值温度的变化,可知活性焊剂有效地增加了对光束的吸收率;在母材熔化状态下,比较焊剂涂敷量对测量点的峰值温度和熔深的影响规律发现,活性焊剂有改变熔池流动模式的作用.在聚焦光束活性焊接过程中,焊剂导致熔深增加的原因是焊剂对光束吸收率的提高以及焊剂改变了熔池的流动模式.