钛合金激光立焊烧穿和气孔缺陷及其数值模拟

采用在平焊优化过的激光焊接参数对钛合金进行立焊,立向上焊时烧穿倾向较大,气孔倾向较小;立向下焊时烧穿倾向较小,气孔倾向较大. 基于体积分数法(VOF)建立了追踪小孔界面的数值计算模型模拟小孔和熔池流动行为,分析了焊接位置对激光立焊烧穿和气孔倾向的影响机制. 结果表明,立向上焊时焊接方向与重力相反,小孔所受静水压力较小,小孔易于长大,小孔空腔所需的液态金属得不到有效补充,烧穿倾向增加. 立向下焊时焊接方向与重力一致,小孔振荡导致崩塌卷气,所生成的气泡缺乏逸出通道,气孔倾向增加.     

预热对水泥卧辊磨辊身堆焊层硬度和裂纹倾向的影响

使用QG系列焊条对水泥卧辊磨辊身进行耐磨堆焊修复,由于母材和焊条的碳当量较高,故需在焊前进行合理的预热并在焊后进行缓冷。根据母材和焊条碳当量选择了200℃、300℃和400℃三种预热温度,比较和分析了在不同预热温度下堆焊出的QG-3和QG-4两种耐磨工作层的裂纹倾向、宏观硬度和显微组织。使用着色渗透探伤法检测耐磨工作层的裂纹情况,发现QG-3工作层预热至300℃以上不产生裂纹,QG-4工作层预热至200℃以上不产生裂纹。测试耐磨工作层的硬度,发现随着预热温度的升高,QG-3和QG-4两种工作层的宏观硬度均下降。分析显微组织,发现这是由于QG-3工作层中硬质相(Fe,Cr)_7C_3和QG-4工作层中马氏体减少引起的。     

焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响

采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5 mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响.试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MlG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出.在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流.根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形.     

激光-MIG复合焊背面熔宽的检测

对接焊中,背面熔宽最直接地反映了熔透状态.为获取CO2激光-MIG复合焊背面熔宽的信息,本文采用视觉传感器获得了熔池背面清晰的图像,并运用图像增强及边界追踪的算法提取了熔池边缘,通过多帧图像取平均值的方法确定了输出熔池宽度的最佳位置,从而成功确定了熔池的背面宽度.     

激光热丝焊电阻热控制及送丝参数优化

如何选择送丝参数从而获得合适电阻热是确保焊丝稳定过渡和高效熔覆的必要条件. 文中通过高速摄像观察电阻热对焊丝过渡行为的影响,采用红外双色测温对焊丝温度进行测量. 结果表明,导电嘴以下30 mm处焊丝的温度可作为最优电阻热的判据;利用数值模拟方法建立了焊丝非稳态导热模型,计算了导电嘴以下30 mm处焊丝的温度,从而可以预测最优电阻热对应的送丝参数. 对不同送丝速度下最优电流比较发现,一定电阻热下加热电流的平方与送丝速度的比值为常数,可用于快速选择最优电阻热的送丝参数.     

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%.     

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.     

压铸镁合金激光焊气孔形成原因的实验研究

压铸镁合金因含气量高而使得激光焊接气孔问题非常突出,为实现压铸镁合金的低气孔率焊接技术,通过对母材固态加热前后气孔特征参数、密度变化的分析以及焊前除氢后施焊与不除氢施焊气孔倾向的比较,研究了压铸镁合金中气体来源的特点及气孔形成过程.结果表明,母材中同时含有分子氢和原子氢,以高压气孔形式存在的分子氢以及以过饱和固溶形式存在的原子氢均是导致压铸镁合金激光焊产生大量气孔的原因.而向焊缝中引入Zr元素可以显著降低气孔倾向,但Zr的作用机理还有待于深入研究.     

车辆用6005A铝合金焊接技术研究现状

6005A铝合金具有良好的挤压性能和耐蚀性,在高速列车和地铁列车的车体制造中得到了广泛应用,但该合金焊接过程中热影响区容易发生软化,降低了焊接接头的强度.综述了6005A铝合金焊接研究现状,并从6005A铝合金热处理强化机理入手,阐明了焊接热影响区发生软化的根本原因是较高的焊接热输入导致的热影响区过时效.指出激光功率占主导的激光-电弧复合焊有可能成为解决6005A铝合金焊接热影响区软化问题的有效途径.     

焊接工艺对压铸镁合金CO2激光焊缝气孔率的影响

研究了激光功率和焊接速度等焊接工艺参数对两种不同含气量的压铸镁合金激光焊气孔倾向(以气孔率为表征)的影响规律,并对气孔的防止措施进行了探索.结果表明,含气量较高的2 mm厚压铸镁合金激光焊气孔倾向大于含气量较低的5 mm厚压铸镁合金.两种厚度的压铸镁合金激光焊缝气孔率总体上均随着激光功率的升高及焊接速度的降低而升高.对...