TIG焊接修复ZL101铝合金件的工艺参数研究

使用钨极惰性气体保护焊(TIG)对预先制备好损伤的ZL101铸造铝合金进行焊接修复实验研究,分析焊接修复处的微观组织,并对试样的硬度以及室温拉伸性能进行实验测试。结果表明,在焊接电流为100 A,焊接速度为60 mm/min,氩气流量为20 L/min时得到的焊接修复效果最好。修复区与基材形成良好的冶金性能,焊层区为细小均匀的等轴晶粒,母材区为均匀等轴晶粒,过渡区为细长的等轴晶粒。硬度检测实验中,母材区硬度比焊材区要高。拉伸实验中,焊接强度可达到母材的91%。结果表明修复效果较好。     

LY12硬铝合金TIG与A—TIG焊接接头组织和熔深的研究

针对Al-Cu—Mg系共晶型高强度LY12硬铝合金,进行了TIG与A—TIG焊接接头组织特征和熔深变化规律的研究。结果表明,在相同焊接规范下,TIG与A—TIG焊接接头焊缝区金相组织均为树枝状晶,热影响区金相组织均为等轴晶,差别在于A—TIG焊接接头组织晶粒较粗大。高倍显微镜下的金相组织显示,A—TIG焊缝区和热影响区中强化相数量比TIG焊多,且比TIG焊粗大。另外由于活性剂的加入,电弧产生收缩,热量集中,使得A—TIG焊熔深比TIG焊大。     

一种机器人型TIG焊自动化工作站设计分析

在一些特殊领域中需要用到小尺寸薄壁件,例如航天领域。这些小尺寸薄壁件对焊接精度的要求很高,现在主流的焊接方式仍然是手工TIG焊。然而手工TIG焊的焊缝很容易受到人为因素影响,故设计了一种机器人型TIG焊自动化工作站来降低焊接过程中人为因素的影响。本文从结构组成情况以及设备的具体参数2个方面对该工作站的总体设计进行了阐述,对操作模式概况、不同焊接方式的特点以及弧长跟踪的关键技术进行了研究,最后对焊接功能进行了实验验证。     

技术信息

焊　　接【编号】Z0 3 K0 0 0 1【篇名】焊接熔池数值模拟的研究现状【作者】周远远,于治水【文摘】对焊接熔池的流场热场的数值模拟这一领域进行了综述,分析了对焊接熔池进行数值模拟的发展过程和现有研究模型中存在的问题,为进一步研究提供指导。【关键词】焊接熔池,数值模拟,流场,热场【编号】Z0 3 K0 15 1【篇名】不锈钢TIG焊活性剂对焊缝性能的影响【作者】林三宝,杨春利等【文摘】针对TIG焊生产效率低,单层焊可焊厚度小等问题,采用活性化TIG焊(A TIG) ,能够大幅度地提高焊缝熔深,从而提高焊接效率和生产率。研究了在不锈钢TIG…     

不锈钢AA-TIG焊接法

针对不锈钢,提出一种新型活性TIG焊方法——电弧辅助活性TIG焊,即AA-TIG焊。采用CO2+Ar作为小电流钨极电弧的保护气体进行单弧AA-TIG焊,分别研究小电流钨极电弧和正常TIG焊工艺参数对焊缝熔深的影响,并针对试验范围内的最佳焊接规范研究不锈钢AA-TIG焊的焊缝成形、焊缝显微组织、化学成分和焊缝性能。采用AA-TIG焊可以单道焊透10mm厚的不锈钢板材,单面焊双面成形。与传统TIG焊相比,焊缝组织和化学成分几乎没有变化,焊缝的耐Cu/CuSO4腐蚀性能和低温冲击韧度都满足相关标准要求。     

5A06铝合金VPPA/TIG复合焊接头组织与性能研究

采用VPPA/TIG复合焊,应用大电流高焊速焊接25 mm厚5A06-H112铝合金,并分析焊缝的显微组织和力学性能。显微组织分析表明:VPPA焊焊缝区析出相明显增多,呈线状或者带状;TIG焊焊缝区析出相增加,呈圆片状且细小均匀、弥散分布。经X射线探伤后,无气孔等缺陷,满足Ⅰ级焊缝要求。经拉伸试验后,焊缝拉伸强度优于母材,断裂位置在母材。     

钛合金快频脉冲柔性波形调制TIG焊接工艺

基于自主研制的Si C MOSFET快频脉冲焊接电源系统,提出一种钛合金"快频脉冲柔性波形调制"TIG焊接技术。快频脉冲焊接电源采用Si C MOSFET作为逆变功率器件,大幅提高电源的逆变频率和动态响应特性,加强高频段电弧控制效果,实现了20k Hz规整快频脉冲柔性电流波形的稳定输出。将快频脉冲柔性波形调制TIG焊技术应用于钛合金TC4焊接过程,研究结果表明:与传统脉冲TIG焊对比,快频脉冲柔性波形TIG电弧收缩效果明显,电弧径向尺寸显著减小;快频脉冲柔性波形调制TIG焊技术具有显著的细化焊缝晶粒和减少热影响区粗化的效果,钛合金焊缝晶粒尺寸减小了约71%。     

活性剂焊接技术的研究

活性剂焊接是近十年来发展起来的增大焊接熔深，改善焊缝成形和焊接质量，提高焊接生产效率的新技术。早期主要集中在A—TIG焊，已在碳钢、不锈钢、高温合金、钛合金的焊接中有了成功的应用，对于铝镁合金的活性剂焊接技术也在研究中。目前研究认为活性剂提高熔深的机理一是活性剂可影响电弧特性，提高电弧的能量密度和作用于熔池的电弧力，二是活性剂影响了熔池的表面张力而提高了焊接熔深，或是2种原因兼而有之。随着A—TIG焊应用的成熟，活性剂焊接拓展到MIG焊、等离子弧焊和激光焊中的应用成为活性剂焊接发展的一个方向，在提高熔深，改善焊缝成形方面有了初步的效果。     

B4C/6061Al复合材料焊接接头组织与力学性能研究*

基于碳化硼中¹⁰B同位素优良的热中子吸收能力,铝基碳化硼复合材作为中子吸收材料越来越多的应用于核电站中。但碳化硼颗粒的加入使该材料的可焊性变差,因此研究其焊接行为变得十分必要。采用钨极氩弧焊(Tungsten inert gas,TIG)和搅拌摩擦焊(Friction stir welding,FSW)对体积分数为30%的B₄C/6061Al复合材料进行焊接,研究不同焊接方法、焊缝填充材料对复合材料对接接头微观组织及力学性能的影响。B₄C/6061Al复合材料焊接接头拉伸性能如下：FSW焊>TIG焊(Al-Si焊丝)>TIG焊(6061Al焊丝)>TIG焊(6061Al-Mg焊丝)>TIG焊(无填充)。TIG焊缝区容易产生气孔、B₄C颗粒分布不均匀及有害生成相是导致其力学性能不佳的主要原因。FSW可以有效避免基体金属与增强相的高温化学反应,使得焊缝区的晶粒细化,增强相颗粒的分布比TIG焊均匀,为30%B₄C/6061Al复合材料最佳焊接方法,其接头的室温拉伸强度达247 MPa,为母材强度的85%。     

厚板硬铝合金焊接工艺设计和接头分析

本课题研究并制定了10mm厚板硬铝合金的TIG焊与A-TIG焊的焊接工艺,并对TIG焊与A-TIG焊在不同电流条件下的焊接接头进行了分析。本文着重研究了当采用TIG焊和活性化钨极氩弧焊(A-TIG)方法焊接厚板硬铝合金时,焊接电流的变化对组织及焊缝成形的影响,以及活性剂的加入对提高厚板硬铝合金熔深和金相组织的影响。     

铝壳体纵缝MIG+TIG同步焊工艺研究与应用

针对中厚度铝合金壳体纵缝的焊接,利用现有的焊接设备进行试验,尝试开发了一种能够保证铝合金壳体纵缝气密性探伤要求的焊接方法,采用MIG焊与TIG焊合理配置搭配和工艺参数选择,解决了MIG焊焊接纵缝易产生气孔,探伤合格率低的问题。而TIG焊熔深浅,生产效率低的问题,利用MIG焊和TIG焊各自的优点,在同一台焊接操作架上把MIG焊和TIG焊合理搭配,通过工艺参数的优化选择,实现了利用现有的焊接设备焊接中厚度铝合金壳体纵缝的目的。保证了焊缝质量,提高了劳动效率,经过对比试验后,认为铝壳体纵缝MIG+TIG同步焊焊接中厚度铝合金壳体纵缝是较为经济高效的焊接方法之一。     

保护气体对管子-管板全位置TIG焊接接头质量的影响

结合核电AP1000蒸汽发生器产品结构,研究了管子-管板全位置TIG焊不同焊接保护气体对焊道成形、焊喉尺寸的影响,研究了100%Ar保护下在较高热输入下焊接时焊缝根部裂纹的形貌和形成机理。结果表明:相同焊接工艺参数下,100%Ar保护下的焊道最窄,100%He保护下的焊道最宽,95%Ar+5%H2保护下的焊缝最光亮;100%He,95%Ar+5%H2,75%He+25%Ar保护下焊接形成焊缝的焊喉尺寸均满足技术要求,AP1000蒸汽发生器管子-管板TIG焊采用95%Ar+5%H2保护气体时其焊接质量较好;通过提高热输入并降低焊接速度,100%Ar保护下的有效焊喉尺寸可满足技术要求,但焊缝根部出现裂纹的几率增加,裂纹为高温裂纹。     

薄板TIG对接焊温度场的有限元模拟

焊件中的温度场分布反映了复杂的焊接热过程，是研究焊接变形、焊后残余应力等状况的基础。焊接数值模拟技术的出现，为焊接技术的深入发展创造了有力的条件。针对低碳钢薄板件TIG对接焊时，应用双椭圆分布热源模型，建立了TIG对接焊三维温度场有限元数值分析模型，将有限元解同实验结果进行了比较，两者基本吻合，表明了该分析模型的有效性，并以此有限元模型为基础，分析了两焊板间存在间隙和焊枪偏离焊缝中心这一实际情形下，温度场分布的不均匀性。     

薄壁不锈钢管列置双TIG电弧高速焊接工艺

单钨极惰性气体保护焊(Tungsten inert gas,TIG)是目前工业用薄壁不锈钢管主要生产工艺,但其存在生产效率低的问题。针对高速TIG焊出现的驼峰焊道、咬边等焊缝表面成形缺陷产生的原因,提出列置双TIG电弧高效节能焊接新工艺。试验结果表明,采用双TIG电弧高效焊接新工艺,48 mm×1.2 mm和42 mm×1.5 mm两种规格的409L铁素体不锈钢管在获得良好焊缝成形的条件下焊接速度分别可达5.1 m/min和3.2 m/min;与单TIG焊接生产工艺相比,生产效率分别提高了240%和140%,能耗也分别降低44%和29%。两种规格铁素体不锈钢管膨胀率分别达到14.1%和33.7%,高于单TIG电弧焊的11.2%和21.4%,满足生产要求。分析表明,辅助TIG电弧加热主TIG电弧熔池后部堆积的液态金属,从热和力两方面延长熔池存在时间、促使液态金属回流填平主TIG电弧产生的熔池凹陷,从而有效抑制驼峰焊道和咬边的产生,在高速焊接条件下获得良好的焊缝成形,实现薄壁不锈钢管优质高效节能的焊接生产。     

ZL101A合金TIG修复色差及组织性能间的相关性研究

在ZL101A合金TIG再制造修复过程中,修复部位常因不同于母材的材料组织而产生色差,影响被修复对象的力学性能、美观程度与潜在消费者的接受意愿。本研究在焊丝与母材材料成分相同的情况下,通过不同焊接电流、预热时间、焊接速度的参数正交组合,获得了16种具有不同力学性能和修复色差的修复试样。检测发现修复部位深色析出相的种类、尺寸大小、密度决定了修复色差的大小,且小色差试样的力学性能也相对较好。对试样的修复色差与拉伸强度数据进行回归拟合,发现三次曲线函数的吻合程度最高,决定系数达到0.955。最后,通过一组单变量TIG修复实验验证了该三次曲线的合理性。     

钽薄板TIG氦弧点焊熔池的动态测定与分析

TIG焊接过程中,熔池的动态变化直接影响焊接质量。为了研究钽薄板TIG焊过程中熔池的变化规律,用高速摄像系统精确地测定钽TIG焊过程中熔池的动态尺寸,突破了目前用焊后焊缝尺寸间接推测熔池大小的方法,为基于熔池的焊接质量实时控制奠定了基础。熔池动态测定过程中关键是合理选择熔池区的边界,准确地判别特征光环。     

复合钢接管焊缝裂纹的产生原因及消除工艺

对公司350万t/年重油催化装置吸收塔（T101）接管焊缝裂纹的产生原因进行分析,结果表明,该处焊缝为冷裂纹,焊接工艺不合理和焊材选择不当是产生冷裂纹的直接原因。通过制定合理的焊接工艺,消除了焊接裂纹,完成了设备修复,为铁素体不锈钢和珠光体低合金高强钢的现场焊接积累了宝贵经验。     

TIG-MIG复合焊电弧间相互作用对焊接过程的影响

根据毕奥-萨伐尔定律,对惰性气体钨极保护-熔化极惰性气体保护(Tungsten inert gas-metal inert gas,TIG-MIG)复合焊TIG-MIG电弧间相互作用模型进行改进;结合不同倾斜电弧下电流密度分布的自适应模型,建立TIG-MIG复合焊的电弧力-热模型。对不同焊接电流下TIG-MIG复合焊电弧倾角展开计算,分析复合焊电弧间相互作用力对工件上热流密度分布和焊缝成形的影响,发现两电弧之间存在的排斥力能够增加TIG电弧的垂直度,从而提高TIG电弧热流密度,同时MIG电弧是影响TIG-MIG复合焊焊缝成形的主要因素。研究复合焊焊枪间距和两焊枪的前后位置对焊接过程的影响,发现TIG焊枪在前、MIG焊枪在后的方式更有利于焊接过程稳定。计算结果与试验结果的对比表明,所建立的模型能够较好地描述TIG-MIG复合焊接物理过程,这对优化其焊接工艺参数具有一定的指导意义和实际应用价值。     

TP304不锈钢钢管环焊缝的A-TIG焊接研究

A-TIG焊接技术是基于TIG焊的焊接新工艺,具有大幅增加焊缝熔深、提高焊接生产率,降低成本等优点。本研究采用A-TIG焊接技术对TP304不锈钢50mm×6mm的管子进行全位置焊接,对得到的焊接接头进行射线探伤、显微组织分析以及力学性能测试,结果表明,接头的显微组织优于普通TIG焊接接头、接头质量和力学性能均达到标准要求。     

压力容器焊接工艺评定的要点

压力容器产品施焊前,所有受压元件及与受压元件相焊的焊缝均须进行焊接工艺评定。分析了材料类组别、焊接方法、焊材、厚度及热处理状态的评定要素及要求。