两种常见焊接接头的机器人焊接工艺

采用弧焊机器人进行了8 mm厚板对接平位焊、6 mm厚板T形接头平角焊试验，重点分析了坡口根部间隙、焊枪角度、电弧电压、焊接电流和焊接速度对板对接打底层焊缝成形、背面焊缝宽度和余高的影响，以及焊接速度、电弧电压和焊接电流对T形接头焊缝成形、焊脚尺寸和凸度的影响。通过试验优化了焊接工艺参数，获得了正反面成形美观、熔合良好、焊缝宽窄和高低均匀的对接接头；试验测得对接接头背面焊缝宽度为4.04 mm，背面焊缝余高为0.17 mm，正面焊缝宽度为14.20 mm，正面焊缝余高为1.22 mm。采用优化后的焊接工艺参数对T形接头进行了焊接试验，角焊缝两焊趾区域熔合良好、焊缝平齐、焊缝表面微下凹，试验测得焊脚尺寸为6.8 mm。     

镍-不锈钢复合板激光深熔焊工艺研究

采用30 kW超高功率光纤激光器对总厚度20 mm的镍-不锈钢复合板开展激光深熔焊试验,分析了激光功率、焊接速度和离焦量对焊缝表面成形的影响。结果表明,在离焦量-8 mm,焊接速度2.1 m/min保持不变的情况下,随着激光功率的增加,焊缝均得以实现单面焊背面成形,但存在表面下塌、飞溅和咬边缺陷;当激光功率为26 kW时,在焊接过程稳定阶段（除起弧和收弧位置）获得了背面成形均匀、连续、根部熔透良好的焊缝;当激光功率为25 kW、离焦量为-8 mm时,焊接速度范围在1.8～2.4 m/min时,焊缝表面出现塌陷及底部驼峰缺陷;当焊接速度为2.4 m/min时,焊缝部分位置未焊透,且焊缝稳定性差;随着离焦量从-3 mm到-10 mm变化,焊缝均被熔透,但存在飞溅、咬边和表面下塌缺陷。本研究为后续进一步优化激光深熔焊工艺提供了试验依据。     

机器人MAG焊单面焊双面成形技术

介绍了机器人MAG焊打底的焊接系统组成,论述了机器人MAG焊打底焊接工艺,研究了间隙0～2mm范围内打底焊焊缝正反面成形,焊缝正面平滑美观,焊缝背面平滑余高较小,同时研究了此工艺下焊接电流与坡口间隙、钝边的线性关系,焊接热输入及试板倾角变化对背面余高的影响。通过分析可知,控制合适的热输入及试板倾角,可获得背面余高不大于...     

轨道车辆用2 mm厚X2CrNiN18-7不锈钢薄板等离子填丝对接焊工艺研究

采用等离子填丝焊工艺对轨道车辆用2 mm厚的X2Cr Ni N18-7不锈钢薄板进行对接焊接试验,通过正交试验对焊接电流、焊接速度、送丝速度和离子气流量参数进行了优化,并对最佳工艺参数下的焊接接头质量进行了焊接工艺评定。结果表明:使用Plasmatron等离子焊机成功实现了X2Cr Ni N18-7不锈钢薄板等离子填丝对接焊,优化的焊接工艺参数为焊接电流160 A,焊接速度0.25 m/min,送丝速度3.0 m/min,离子气流量5 L/min;焊缝成形良好,背面全焊透,经X射线探伤无未焊透、未熔合和裂纹等缺陷;焊接接头的综合力学性能良好,焊接接头的抗拉强度平均值为636.57 MPa,焊接接头强度系数为92.28%;180°横向正弯试验结果显示,试样正反两面均无裂纹;当疲劳测试加载循环次数为1.0×107次时,焊接接头的疲劳极限为270 MPa。     

S355J2W+N钢不同直径焊丝的高频脉冲MAG对接焊工艺

文中采用?1.2 mm和?1.6 mm焊丝对S355J2W+N耐候钢进行高频脉冲MAG对接焊工艺试验,坡口角度为40°,使用直径1.2 mm焊丝的焊接参数为：打底焊接电流236 A,电弧电压29 V;盖面焊接电流242 A,电弧电压30.1 V,摆动角度3°,摆动速度8周/min,摆动的左右停留时间为0.3 s;使用直径1.6 mm焊丝的焊接参数为：打底焊接电流210 A,电弧电压26.5 V;盖面焊接电流249 A,电弧电压27.5 V。对焊接接头进行宏观形貌观察和分析,结果显示：焊缝成形均良好,实现了单面焊双面成形,无气孔、夹渣、裂纹等焊接缺陷,外观符合EN ISO17637∶2016/EN ISO 5817∶2014 B级质量要求。但G40X焊缝呈蘑菇状,G40Y焊缝近似三角形状,且G40Y焊缝成形系数、余高系数及焊趾角度均大于G40X的,与?1.2 mm焊丝相比,使用?1.6 mm焊丝可使根部熔深提高50%。     

铝合金T形接头双侧脉冲MIG单道焊接工艺

采用自适应熔覆量的方法,对15 mm厚的6082铝合金T形接头进行了双侧脉冲熔化极惰性气体保护焊(MIG)单道焊接工艺的研究。在单热源单边焊接条件下,分析预留间隙、焊枪角度、送丝速度及行走速度等参数对焊缝成形的影响,并根据焊缝成形及表面质量,确定最优焊接工艺参数区间。在此基础上,对T形接头进行双侧对称热源和双侧非对称热源焊接。试验结果表明,当预留间隙为0 mm或1 mm、焊枪行走角为15°左右时,焊缝饱满且无咬边现象;当送丝速度为9.5 m/min时,焊缝成形良好并能实现根部完全熔合。     

Q235低碳钢板冷金属过渡焊工艺研究

为了提高低碳钢冷金属过渡焊的焊缝质量,对6 mm厚的Q235钢板进行了I型坡口冷金属过渡焊试验,研究了不同工艺参数下的焊缝成形与接头力学性能。结果表明:Q235钢冷金属过渡焊的最佳工艺参数为焊接电流255A,焊接电压25.5 V,送丝速度7.5 m/s,焊接速度0.80 m/min。此工艺下的焊缝成形良好,接头拉伸试样断裂于母材位置,焊缝力学性能高于母材,焊缝硬度值达到274 HV。     

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。     

水冷却工艺在不锈钢薄板焊接中的应用研究

在对不锈钢薄板筒体与筒体加强圈进行混合气体保护自动焊时,采用对角焊缝背面通水冷却的方法,研究了水冷却工艺对筒体变形量的影响。结果表明:采用水冷却工艺后,筒体变形量减小很多。当焊接电流为125~145 A,电弧电压为21~24 V,焊接速度为470~490 mm/min时,既保证了焊缝成形效果,同时筒体变形量较小。     

焊接工艺对薄壁环形钛合金焊缝成形及承载能力的影响

通过试验研究钨极氩弧焊焊接工艺及参数对薄壁钛合金焊缝成形和承载能力的影响，对比分析了焊后真空去应力退火与真空退火方式对焊缝成形性能的影响。结果表明，采用自动氩弧焊、脉冲峰值电流55 A、基值电流27.5 A、焊接速度120 mm/min、正反面氩气流量10 L/min、不添加焊丝的焊接方法获得的焊缝满足要求。相比于焊后真空去应力退火，焊后真空退火的焊缝硬度明显降低，焊缝的塑性得到了提高，更有利于塑性成形，解决了焊缝硬度高、塑性差，成形时容易产生开裂的问题。焊缝与拉力方向呈45°时，既有利于焊缝的焊接，又有利于提升焊缝的承载能力，承载能力提升为原来的1.4倍。     

焊接工艺参数对仰焊MAG堆焊成形的影响

以ER50-6碳钢焊丝作为堆焊焊丝,在Q235B基板上进行仰焊MAG堆焊试验。通过单因素法研究了送丝速度、焊接速度和焊丝伸出长度3个主要焊接工艺参数对仰焊单道焊缝熔宽和余高的影响,分析了不同焊接工艺参数下焊缝出现驼峰缺陷的原因。基于此,对仰焊单道多层堆焊提出了堆焊策略,即减小热输入、减少熔池冷却时间和熔池扰动。在此基础上,进行了仰焊单道多层连续堆焊10层成形,并进行了拉伸测试。结果表明,在送丝速度3.5 m/min、焊接速度0.25 m/min、焊丝伸出长度6 mm的焊接工艺参数下,成形质量相对稳定,抗拉强度达到518 MPa,能满足一些对精度要求不高的零件的使用要求,验证了所提出的仰焊单道多层堆焊策略的可行性,为仰焊堆焊成形零件焊接工艺参数的选择提供了参考。     

万瓦级激光-电弧复合穿透焊接成形缺陷研究

为了研究万瓦级光纤激光-电弧复合穿透焊接时的焊缝成形规律与缺陷产生的过程,以20 mm厚Q235低碳钢为研究对象,采用平焊方法,对不同激光功率、焊接速度、焊接电流条件下的焊缝正背面成形特征进行研究,并利用高速摄像对焊接过程中背面熔池的流动变化、焊瘤及飞溅的产生过程进行了观察分析。结果表明,采用万瓦级激光-电弧复合焊进行穿透焊接时,单一通过改变激光功率、焊接速度或焊接电流难以获得良好的焊缝成形,焊缝易出现正面凹陷、背面焊瘤以及飞溅等缺陷。背面焊瘤及大量飞溅的产生是导致焊缝正面凹陷的重要原因,而不稳定的激光穿透导致熔融金属液体受到的金属蒸气反冲力波动较大,是导致背面形成焊瘤及飞溅的重要原因之一。     

不锈钢薄板大间隙接头激光-MIG电弧复合高速焊接工艺

采用填充ER316焊丝的光纤激光-MIG电弧复合焊方法,焊接间隙为0.5 mm、厚度为1 mm的SUS444铁素体不锈钢薄板对接接头和搭接接头,研究了获得成形良好的对接接头和搭接接头的工艺参数窗口和极限焊接速度,并对焊缝进行了着色渗透检验和拉伸试验. 结果表明,合理匹配焊接速度和焊接电流,是获得成形良好的大间隙接头的关键;当焊接速度过小或焊接电流过大时,较大的热输入导致焊缝过度熔透,焊缝成形不良;当焊接速度过大或焊接电流过小时,较小的热输入导致焊缝未熔透. 对接接头焊缝成形质量良好且熔透的极限焊接速度可达12 m/min,而搭接接头的极限焊接速度为5 m/min. 成形良好的焊缝均未发现表面裂纹. 拉伸试验表明,对接接头断裂在母材上;搭接接头绝大部分断裂在熔合线附近,极限焊接速度下获得的搭接接头的抗拉强度是母材的84.2%.     

T型接头激光-MAG复合热源焊接工艺适应性研究

钢材中厚板T型接头采用MAG焊时,由于MAG焊熔透能力有限,根部打底焊时难以实现良好的单面焊双面成形,成为制约焊接生产的难题。激光-MAG复合热源焊接具有熔深大、焊速高、焊接过程稳定等突出优势,在进行SMA490BW材料T型接头复合焊接时,坡口钝边尺寸在2~4 mm之间变化,组装间隙在0~1.5 mm之间变化,组装点固焊缝高度小于4 mm时,可实现同一焊接工艺参数下良好的单面焊双面成形,接头疲劳性能比MAG焊提高37%,具有较强的工程应用价值。     

P-TIG横焊根部焊道单面焊双面成形影响因素

TIG横焊打底焊作为大型汽轮机焊接转子关键制造技术之一,国外有关公司将其作为Know-How进行严格的技术封锁。文中开展了焊接工艺参数（电弧电压、焊接电流、脉冲频率和送丝速度）对P-TIG横焊单面焊双面成形影响的试验研究。结果表明,焊接电流对根部焊道单面焊双面成形的熔透性起着决定性的作用,其次是电弧电压;脉冲频率对正面焊缝成形的影响较大,而且对于抑制熔池金属的下淌倾向具有良好的效果;送丝速度和电弧电压对背面焊缝成形影响较大,当焊接工艺参数较小时,背面焊缝不能够成形。     

三电极高速CO_2焊焊接速度和焊接电流对焊缝成形影响

MAG角焊焊接在大型船舶制造中占有重要地位,目前应用最为广泛的是双电极角焊工艺,最大焊接速度为1.2m/min.为了提高焊接速度,进而提高焊接效率,研究了焊接速度可达1.8m/min的三电极高速CO2气保护角焊工艺.实验表明:采用DCEP/DCEN/DCEP极性组合的三电极CO2气保护角焊焊接过程稳定,成形良好,角焊焊缝上脚长、下脚长以及熔深均随着焊接速度的增大而减小,随着三电极焊接电流规范组合的增大而增大.在试验基础上,给出了焊接速度和三电极电流规范组合影响下的角焊缝脚长范围预测.     

6061铝合金CMT焊接气孔影响因素研究

以直径φ1.2 mm的ER4043焊丝作为填充金属,用冷金属过渡(CMT)技术对厚度为1.5 mm的6061铝合金进行焊接,设计正交试验研究焊速、焊接电流、气流量对焊缝成型和焊缝气孔的影响,并获得最佳焊接工艺。试验结果表明,焊速为600、700、800 mm/min,焊接电流在40、50 A时,焊缝成型良好。焊缝表面无气孔,焊缝内部气孔为析出型氢气孔,主要位于焊缝中部。焊接工艺参数对气孔的影响程度为:焊接电流保护气流量焊速。最佳的焊接工艺为焊接电流50 A,焊速800 mm/min,保护气流量20 L/min。     

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。     

高速CMT焊送丝速度和焊接电流波形参数的优化

在5 m/min的平均送丝速度、1.8 m/min的焊接速度下开展高速CMT焊正交试验,研究焊接工艺参数对焊接过程及焊缝成形的影响,分析高速下焊接过程不稳定的原因. 结果表明,峰值送丝速度、峰值持续时间tp和峰值电流Ip的影响作用依次降低. 焊接工艺参数匹配不合适时(包括焊机的专家参数),高速焊时频繁发生周期性“粘丝”现象,焊缝成形不均匀、咬边严重. 峰值送丝速度过快、高速下的熔滴后拖和熔池前部金属薄层温度过低是“粘丝”产生的主要原因. 通过合理匹配上述三个参数消除了粘丝并获得良好的焊缝成形.     

焊剂片链约束电弧超窄间隙根焊缝成形分析

在间隙宽度4 mm、深度15 mm的Q235A板I型坡口中,板背部加陶瓷衬垫以支撑焊缝背部成型,采用焊剂片链约束电弧的方法进行了超窄间隙根焊试验。结果表明,在焊剂片链约束电弧超窄间隙根焊中,焊接速度影响热输入量和金属熔敷量,进而影响根焊缝的整体成形;焊接电压决定焊剂片的烧损尺寸,主要影响根焊缝的侧壁熔合;焊接电流主要影响根焊缝的背部成形。合理的焊剂片链约束电弧超窄间隙根焊的工艺参数范围为焊接速度8 mm/s,焊接电压21.3~23.7 V,焊接电流182~202 A。在该焊接工艺参数下根焊缝背部成形良好,侧壁有效熔合,实现了单面焊双面成形。