活性熔化极气体保护焊接技术

提出了可增加焊接熔深,改善难熔焊接结构熔合不良,获得高质量焊接接头的活性熔化极气体保护焊焊接新方法。对铝合金、耐候钢两种材料进行活性熔化极气体保护焊接工艺试验,研究焊缝成形、焊接工艺、焊接电弧特征、断口形貌及力学性能等。试验结果表明:活性熔化极气体保护焊电弧收缩显著,电弧形态更加集中,焊缝表面及焊接接头内部质量高;同等焊接热输入下,活性熔化极气体保护焊比熔化极气体保护焊的熔深增加显著,在不降低拉伸弯曲力学性能的同时,冲击韧性得到提高。     

高氮钢复合焊接接头氮含量和气孔控制方法研究

为解决高氮钢熔焊过程中出现的气孔和氮损失问题,采用激光-电弧复合焊接技术对高氮钢进行焊接试验。研究了保护气体成分、焊丝成分和超声振动对焊接接头气孔率和氮含量的影响。结果表明：当保护气体为Ar+N₂时,随着保护气体中N₂比例的增大,焊缝氮含量升高,气孔率呈先降低、后升高的趋势;当向Ar+N₂中添加2%的O₂后,氮含量和气孔率明显升高,且随着N₂比例的增大,焊缝氮含量增多,但气孔率呈无规律变化;随着焊丝氮含量的增加,焊缝氮含量呈先升高、后降低趋势,气孔率呈先降低、后升高趋势;随着超声功率的增加,焊缝氮含量略有降低,气孔率呈先降低、后升高趋势;适当的保护气体和焊丝成分可提高焊缝氮含量的同时并能够抑制焊缝气孔形成,超声功率为180 W时抑制气孔效果最好。     

D-GTAW焊枪枪头的设计及工艺研究

自主设计应用于双层气体保护非熔化极焊焊接工艺的焊枪枪头,实现D-GTAW焊接工艺。并与传统GTAW的电弧形态、电弧静特性以及焊缝熔池形貌进行比较。结果表明:D-GTAW焊接工艺能够改善传统GTAW的纯氩弧特性,提高热输入,增大焊道熔深。     

铝合金冷金属过渡焊接电弧与温度场特征

针对高质量焊接技术的需求,研究铝合金冷金属焊接技术多种工作模式的电弧特征,进行厚板铝合金冷金属过渡(CMT)焊接工艺和脉冲MIG焊接工艺试验,测量对比CMT和脉冲MIG焊接温度场,对比焊接热循环曲线和接头显微组织的差别。试验表明:相对脉冲MIG焊,CMT焊接温度场峰值温度低,高温停留时间短,多层多道焊接接头组织明显改善,晶粒明显细化;CMT焊接方法可获得更加优良的铝合金焊接接头。     

焊接保护气体对7N01铝合金接头力学性能的影响

针对A7N01铝合金MIG焊接工艺,分别采用纯Ar气体和He-N2-Ar混合气体作为保护气体,并通过拉伸、弯曲、硬度以及疲劳试验分析焊接接头的力学性能。试验结果表明:与纯Ar气体保护焊相比,采用He-N2-Ar混合气体焊接时,A7N01焊接接头在循环寿命为107条件下的疲劳强度提高约9.3%,而接头准静态拉伸性能的改善效果有限,其抗拉强度仅提高约2.5%;在He-N2-Ar混合气体保护条件下,焊接接头疲劳性能改善的主要原因是焊缝气孔数量明显减少,而焊接气孔对接头的准静态抗拉强度影响不大。     

7B52铝合金激光-MIG复合焊接头组织与性能

用激光-MIG复合焊接7B52叠层铝合金板材,对接头显微组织、硬度、拉伸力学性能等进行分析.结果表明:复合焊接头由于激光和电弧热源特性不同,导致接头电弧区与激光区组织、性能存在显著差异;电弧区与激光区焊缝内部组织为等轴晶,激光区平均晶粒尺寸为7.4μm,明显小于电弧区平均晶粒尺寸13.6μm;电弧区平均硬度为85HV,低于激光区平均硬度108HV,复合焊的热影响区宽度小于单一MIG焊接;复合焊接头的平均抗拉强度为356 MPa,断裂机制为韧脆复合型断裂.     

中厚度高氮钢双丝MIG焊接头组织和性能研究

采用双丝熔化极惰性气体保护焊接(双丝MIG)方法,对厚20、40 mm的高氮奥氏体不锈钢板进行了焊接。研究了焊接接头的组织、硬度、力学特性及断口形貌。结果表明:高氮奥氏体不锈钢双丝MIG焊接热影响区和焊缝的组织为奥氏体+少量δ-铁素体,显微硬度明显低于母材;20 mm厚板双丝MIG焊接接头抗拉强度和韧性优于40 mm厚板;拉伸和冲击断口形貌为明显的韧窝。     

7A52铝合金双丝MIG焊接温度场数值模拟

采用ANSYS的"生死"单元技术,对7A52铝合金双丝MIG焊接的热过程进行数值模拟。实现多层焊中焊缝填充的动态过程,与真实试验过程完全吻合。结果表明,7A52铝合金双丝MIG焊接过程中,焊点处的峰值温度可达到837℃。     

不同焊接工艺对厚板S620Q接头组织及性能的影响

采用实芯和药芯80%Ar+20%CO2气体保护焊对S620Q厚板桥梁钢进行焊接,研究不同焊接工艺对接头组织和力学性能的影响。结果表明:实芯焊缝的主要组织为针状铁素体(AF)+粒状贝氏体(GB),粗晶区(CGHAZ)主要组织为板条贝氏体(LB)+板条马氏体(ML)+GB;药芯焊缝为GB+少量AF,CGHAZ为ML+GB;两种工艺条件下接头均具有较高的强度,都达到了母材强度的85%以上;采用药芯焊接焊缝的硬度高于实芯焊缝;实芯焊缝中具有较高的AF,冲击值高于药芯焊缝,两者的冲击值在熔合区相差最小,药芯CGHAZ中ML+GB混合组织具有较高的韧性,其CGHAZ冲击值高于实芯。     

AZ31B镁合金FSW接头与MIG接头性能对比研究

采用FSW和MIG焊接方法对AZ31B变形镁合金进行焊接试验。结果表明:FSW接头的焊核区受摩擦热、机械搅拌和热塑流动的综合作用,形成粒度细小、晶界明显的等轴再结晶晶粒,平均直径约为5μm;MIG接头的焊缝区在电弧的高温热作用和急速冷却作用下,形成晶界明显的等轴晶,平均尺寸约为20μm;FSW焊接接头力学特性优于MIG,平均抗拉强度达到249.8 MPa,为母材抗拉强度的96.1%,平均伸长率为11.6%;两种接头的断裂面与拉伸方向的夹角约为45°,FSW接头断裂位置在热影响区,断面上有尺寸相差很大的韧窝,而MIG多出现在焊缝区,断面上有韧窝和撕裂棱。     

二氧化碳气体保护焊在厚板上的应用

板厚为 5 5mm的 16Mn钢采用CO2 半自动气保焊建造大型转炉炉体的可能性和可靠性如何 ?目前尚缺少足够的试验数据。为了给转炉工程的施工焊接提供可靠数据 ,确保焊接质量 ,对板厚 5 5mm16Mn钢CO2 半自动的焊接性能进行了一系列的试验研究     

磁场作用下铝合金MIG焊精确成形工艺研究

为满足外加磁场条件下铝合金焊接成形的精度要求,研究了磁场作用下铝合金MIG焊接工艺参数对焊道形貌尺寸的影响及其显著性,分析了参数的合理匹配对焊道尺寸和成形质量的影响。结果表明,焊接速度对焊道余高的贡献率为83.25%,是决定余高的最主要因素。影响熔宽的参数主次顺序为送丝速度、焊接速度、电弧吹力修正、励磁电流、磁场频率和弧长修正。随着励磁电流增加,熔宽增大,熔深减小,表面质量提高;但是励磁电流和弧长修正应有良好的配合,当这两个参数都比较大时,焊道出现未熔合缺陷或不能成形。     

2519铝合金及焊缝应力腐蚀性能研究

用美国ER2319焊丝,采用钨极氩弧焊接和搅拌摩擦焊接工艺焊接2519铝合金板材。对两种焊接工艺焊接的板材焊缝部位取样,用慢应变速率试验方法,研究2519铝合金板材及两种焊接工艺焊接的接头,在3.5%NaCl溶液中,1.58×10-6s-1的慢应变速率下的应力腐蚀特性。试验结果表明:2519铝合金板材及焊缝抗应力腐蚀性能较好;用钨极氩弧焊接工艺焊接的试样,在惰性气体中试样断在焊缝的熔合线附近;搅拌摩擦焊接工艺焊接试样,不论在惰性气体还是在3.5%NaCl溶液中,均断裂在焊缝部位。焊缝区的抗应力腐蚀性能好于板材。     

多组元活性剂对TIG焊焊缝熔深的影响

利用数理统计理论发展起来的配方均匀设计方法建立数学模型，研究了Si02 - Mg0-Ti02 - Cr2 03多组元活性剂。讨论了各组元对低合金高强钢TIG焊焊缝熔深的影响，揭示了活性剂的成分同熔深之间的内在关系，给出了活性剂成分与熔深之间的定量描述回归方程。结果表明：Mg0与Cr203，Mg0与Ti02，Cr203与Ti102交互作用对熔深起正交互作用，其交互作用结果使熔深增加；利用最佳成分配比做成活性剂配方A，在相同焊接工艺参数下，涂敷活性剂A的实测焊缝熔深是未涂活性剂焊缝的2.3倍；活性剂Si02、Cr203.Mg0在母材的阳极表面形成的导电性较差的熔融层，使得电弧导电通道变长和电弧等离子体发生收缩，熔深增加。     

50CrV钢激光填丝焊焊缝成形多元非线性回归模型

在焊接50CrV薄板时,焊缝熔深要求控制在2 mm.为获得特定要求的熔深,基于响应面设计方法,采用实验设计软件Design-Expert 8.0对50CrV钢激光填丝焊焊接工艺进行了实验设计。实验过程中,以特定的焊缝熔深(2 mm)、最小化熔宽及余高为响应;以激光功率、焊接速度、送丝速度与离焦量作为控制变量,测量描述焊缝特征的响应数据,并建立其与焊接参数之间相关性的数学模型,通过方差检验确定了所建立的数学模型准确性。模型分析结果表明：激光功率、焊接速度、送丝速度与离焦量4个主因素对焊缝成形有直接的影响;根据优化结果得到最佳焊接条件,激光功率3.17～3.33 kW,焊接速度1.30～1.40 m/min,送丝速度4.0～4.23 m/min,离焦量3.1～4.5 mm,此时可获得满足焊接要求的熔深、熔宽和余高;实验验证了预测结果与实际焊接结果相一致,可用于指导实际生产。     

5052铝合金CO2激光- MIG复合焊接工艺对焊缝成形的影响

以10 mm厚的5052铝合金为研究对象,研究CO2激光-MIG复合焊接工艺参数对其焊缝成形的影响规律。结果表明:焊缝熔深及熔宽随电弧电流的增加先增加后减少而后再增加,随激光功率的增加逐渐增加,随焊接速度的增加迅速下降;热源间距对焊缝熔深影响较大,对焊缝外观形貌影响很小。在He气中加入Ar气对改善焊缝表面成形和咬边等有明显的效果,随着加入的Ar气量增大,效果越明显;加入少量的Ar气有利于提高焊缝熔深,过量反而降低焊缝熔深。激光功率低于1 500 W有轻微咬边,在2 500 W有激光"匙孔"现象出现;当焊接电流为130～145 A、激光功率为3.5～4.5 kW、焊接速度为1～2 m/min、离焦量为-1～0 mm、热源间距为2～3 mm、Ar气流量为5～15 L/min、He气流量为10～20 L/min时,得到较好的焊缝形貌及焊缝熔深。     

基于PLC的钢管环缝焊接性能研究

在20MnCr钢管环缝CO2气体保护焊控制过程中引入PLC技术,进行焊接接头耐腐蚀性能、抗热疲劳性能、拉伸和冲击性能的测试与对比分析。结果表明:与传统控制技术相比,采用PLC技术获得的焊接接头具有更优的耐腐蚀性能、抗热疲劳性能、拉伸和冲击性能;经过240 h中性盐雾腐蚀后质量损失率降低了65%;20℃抗拉强度增加15%、冲击吸收功增加26%。     

二氧化碳堆焊铁基合金组织和性能的研究

为了进一步提高Fe55自熔性合金粉末的性能,利用二氧化碳保护焊在45#钢上堆焊Fe55自熔性合金粉末以及Fe55与碳化钨、碳化硅的混合粉末。利用XJL-02A金相显微镜对焊缝区的显微组织进行观察对比,采用2500PCX-ray衍射仪对堆焊层金属的物相成分进行分析,对堆焊层的显微硬度、耐磨性进行测试。结果表明,Fe55+15%W+6%SiC堆焊层与基体实现了冶金结合,堆焊层组织为马氏体和残余奥氏体,并有W3Cr12Si5、Cr3Si等增强相。显微硬度达913HV,耐磨性较Fe55提高2倍。     

不锈钢的高效、低成本、自动化焊接技术——CO_2气保护不锈钢药芯焊丝电弧焊

:简要回顾了不锈钢及不锈钢焊材的发展历程 ,论述了不锈钢药芯焊丝电弧焊是一种高效、低成本、自动化的不锈钢焊接技术。综述了不锈钢药芯焊丝电弧焊焊接冶金的研究现状 ,指出不锈钢药芯焊丝电弧焊在我国具有广阔的应用前景     

汉诺威弧焊质量分析系统及其在焊接材料测试技术中的应用

介绍近年来由德国汉诺威大学开发的汉诺威分析仪,利用该分析仪可以对焊接过程电参数进行精确的统计分析,自动生成电弧电压、焊接电流的波形图,电弧电压和焊接电流概率密度分布曲线以及熔滴短路时间 T_1、电弧的燃弧时间T_2、加权燃弧时间 T_3和短路周期 T_C 频数分布图,并且精确地得出相关数据。试验结果表明,汉诺威分析仪能提供丰富的焊接电弧物理参数信息,为熔滴过渡形态判断、焊接材料工艺性评价以及焊接材料产品质量监测提供实验依据。