模糊控制在焊接中的应用

本文简要说明了模糊控制的原理及模糊控制器的构成，并介绍了模糊控制在焊接中的应用状况。分析结果表明；模糊控制在焊接中有着广阔的应用前景。     

基于Web的焊接过程远程监控系统构建

分析了焊接过程远程监控系统的功能和结构，给出了一种基于Web的焊接过程远程监控系统的设计方案，并归纳了设计焊接过程远程监控系统的若干准则。开发的焊接过程远程监控系统在点焊焊接中的应用表明，基于Web的焊接过程远程监控系统具有运行稳定、控制动作迅速、数据传送实时性好等特点，可应用于CIMS环境下的焊接单元集成。     

镁合金/钢异种材料激光熔钎焊接头组织及成形调控

采用激光熔钎焊技术对AZ31B镁合金与Q235钢进行异种金属搭接实验。添加Ni中间层协调镁合金与钢的冶金连接,通过外加纵向交变磁场调控接头成形及组织,以期提高接头的力学性能。结果表明：添加Ni中间层后接头类熔焊区IMC层为树枝状或连续纳米级层状AlNi相,实现冶金连接。外加交变磁场后Fe-Ni固溶体厚度减小且延伸进镁侧焊缝中,沟壑状的Fe-Ni固溶体增加了界面的结合面积。通过测量发现接头实际界面连接长度与拉剪线载荷有很大的联系。外加交变磁场后激光熔钎接头实际界面连接长度与拉剪线载荷随着磁场强度的增加呈现先增大后减小的趋势。当激光功率P=1250 W,焊接速度v=20 mm·s^-1,磁场强度B=10 mT,磁场频率f=35 Hz时,添加Ni中间层协调镁合金与钢的冶金连接,外加纵向交变磁场优化接头焊缝成形,接头拉剪线载荷最高,达到163 N/mm。     

交流磁场辅助铜-钢TIG填丝焊接头组织和力学性能

通过添加纵向交流磁场,以HS201纯铜焊丝为填充金属,对厚度均为2 mm的T2紫铜和Q235钢板进行TIG对接实验,研究添加磁场时的接头成形、组织结构及力学性能.结果表明:添加磁场后的焊缝表面成形良好.最佳工艺参数为:当焊接电流IE=95 A,焊接速率v=95 mm/min,磁场频率f=25～35 Hz,磁场电流I=0.4～0.6 A,接头力学性能较好,其抗拉强度最高为223.5 MPa,相比无磁场提高了44.5％.铜-钢TIG焊接头主要分为钢侧热影响区、熔合区、焊缝区和铜侧热影响区.添加交流磁场后,钢侧热影响区中的铁素体形态由大块状变为针状和侧板条状;焊缝区组织由胞状晶转变为细密均匀的胞状树枝晶;铜侧热影响区组织明显细化.添加磁场后,接头熔合区和焊缝区的相的种类未发生变化,均由(α-Fe)+(ε-Cu)组成;熔合区的溶质偏析现象得到改善,其(α-Fe)+(ε-Cu)颗粒由粗大的弥散分布状态转变为细小的聚集分布状态;焊缝区组织细化,且其均匀性明显提高,使得接头熔合区与焊缝区的硬度梯度相对减小.     

直流磁场辅助铜-钢TIG焊接头组织和性能

采用直流磁场辅助TlG焊进行铜-钢异种材料对接试验,分析了直流磁场对TlG焊接头微观组织及力学性能的影响.结果表明:当磁场强度B=10 mT时,接头外观形貌良好且焊缝无气孔等缺陷.随着磁场强度的增大,接头的抗拉强度呈先上升后下降的趋势.当B=10 mT时,接头抗拉强度最高,达到194.6 MPa,相比无磁场时增加了25.79％,接头熔合区的显微维氏硬度提升了8.8％.接头由钢母材、钢侧热影响区、钢侧熔合区、焊缝区、铜侧热影响区和铜母材组成.其中熔合区组织由球状大颗粒(Ⅰ层)与带状小颗粒(Ⅱ层)的铜-钢固溶体组成.当B=10 mT时,Ⅰ层球状富铁相出现明显团聚现象且其中包含的铜颗粒增多,旋涡状的(α+ε)双相组织变多且旋度增加,铁基体由网状变为小条状;Ⅱ层富铁相消失且(α+ε)双相组织的厚度变薄.熔合区(α+ε)双相组织旋度增加与富铁相的团聚起到机械咬合和增强第二相强化的效果,这是接头强度与硬度提升的原因.     

熔池形态对铝-铜激光焊接头组织和性能的影响

对T2紫铜板、2A16铝合金板进行激光熔化焊和熔钎焊试验,分析接头的力学性能,并研究其微观组织及界面形貌,阐述熔池形态对接头组织和性能的影响.结果表明:采用激光熔化焊时得到熔化焊熔池,当焊接线能量Q=1160 J/cm时,其界面层由Al4 Cu9+Al2 Cu化合物和(α-Al)+(θ-Al2 Cu)共晶组织组成,总厚度为60.9μm.采用激光熔钎焊时得到熔钎焊熔池,当Q=1466.67 J/cm时,接头抗拉强度为274.25 MPa,相比熔化焊接头提高了280.9％,其界面层由CuZn5和Al2 Cu化合物组成,总厚度为10.23μm.接头接触界面的互扩散系数(D熔化焊>D熔钎焊)和不同熔池形态下的环形对流共同影响了IMC层厚度,从而决定了接头的性能.     

铝/铜异种材料交变磁场辅助电弧熔钎焊接头组织和性能

添加纵向交变间歇磁场,采用ER5356铝镁焊丝作为填充金属,对T2紫铜板和2A16铝合金板进行熔化极惰性气体保护焊(MIG焊)对接试验,通过研究不同励磁电流IE和励磁频率f等磁场参数下的接头成形、界面组织结构和接头力学性能,得到接头的最佳工艺范围.结果表明:引入磁场实现了铝铜异种材料MIG熔钎焊接头的有效连接.铜侧钎缝连接界面层由金属间化合物(IMC)层和过渡层组成,其中IMC层为AlCu+Al2Cu化合物,过渡层组织为α-Al+S(Al2CuMg)/Al2Cu相.IMC层与过渡层犬牙交错,起到"机械咬合"的效果,提高接头强度.随着励磁电流的增加,IMC层平均厚度先减小后增大,抗拉强度先增大后减小;随着励磁频率的增加,抗拉强度逐渐减小.最佳工艺范围为:IE=0.5～0.7 A、f=15～25 Hz、IMC层平均厚度d=14.3～15.8μm,此时接头成形表现良好,抗拉强度较高.当IE=0.6 A,f=15 Hz,接头的抗拉强度最高达到135.47 MPa.此时界面层显微硬度为252.8HV,明显高于焊缝和母材,这可能是IMC层处呈脆硬性的AlCu和Al2Cu金属间化合物所致.     

Al元素对亚共晶SnBi钎料接头组织及力学性能影响

通过向亚共晶Sn30Bi钎料中添加Al元素,制备新型Sn-30Bi-xAl低温无铅钎料,采用扫描电镜和拉伸力学实验等研究了时效前后Sn30Bi-Al钎料合金的微观组织及力学性能。结果表明:向亚共晶Sn30Bi钎料中加入Al元素,能够一定程度上抑制焊后接头中形成网状共晶组织,以及Bi相团聚,当Sn30Bi-Al合金中Al元素含量为0.3%时,对网状共晶组织形成和Bi相团聚的抑制作用最佳;在时效过程中,向Sn30Bi合金中添加Al元素,能够一定程度上抑制Bi相团聚,降低界面IMC层生长速率;当Al含量为0.3%时,Sn30Bi-0.3Al接头的力学性能最佳。     

基于神经网络的点焊质量评估专家系统研究

简要介绍了专家系统在焊接中的应用与发展,给出了点焊过程神经网络训练模型,设计了点焊专家系统的神经网络模块,建立了Windows环境下的点焊质量评估专家系统,能够进行点焊质量的在线智能评估,为最终实现电阻焊单元制造的智能集成提供了技术基础。