北京工业大学焊接研究所

北京工业大学在1960年建校就开始焊接人才培养，焊接专业南徐碧宁教授（徐碧宁，1912—1992，我国著名焊接专家，     

分时压电振动对铝合金电阻点焊强度的影响

将压电致动器串联到点焊电极，基于触发控制系统实现在点焊过程中不同阶段对焊点施加脉冲振动，对6061铝合金进行电阻点焊试验，通过力学拉伸分析和金相观察研究了分时压电振动对点焊接头的力学性能和接头微观熔核尺寸的影响。结果表明，在全程压力复合控制和凝固阶段的压力复合控制阶段中，接头抗剪力偏低，接头内部出现了大量的裂纹缺陷；在通电焊接阶段压力复合控制中，接头抗剪力增大，熔核尺寸明显增大，内部缺陷较少。在焊接阶段120 ms压力复合控制时，接头的抗剪力达到最大2.11 kN。焊接阶段后60 ms压力复合控制较焊接阶段前60 ms压力复合控制，熔核尺寸有所增大，内部缺陷有所减少。     

压电致动器辅助电阻点焊工艺实现及飞溅控制

电阻点焊是一种多物理场耦合且封闭不可见的金属成形过程，焊接过程中电流大且通电时间短，电极力与熔核区热熔化程度匹配不当，极易造成飞溅问题，影响表面成形并降低焊点强度. 针对此问题，文中提出了一种压电致动器辅助电阻点焊的方法，利用压电致动器自身响应时间短、输出推力大的特点，将压电致动器辅助压力施加于焊接过程，实现电阻点焊过程中宏观静压力与压电致动器辅助快速动态可编程压力调节. 结果表明，压电致动器在电阻点焊气缸宏观预紧力下可实现可控的压力输出，不同频率的振动可辅助加载于原始压力波形之上，在保持焊接参数不变的情况下，压电致动器的振动输入可有效改善熔核区热分布，实现对焊接飞溅的抑制并增大熔核直径，综合提升接头性能.     

铝合金电阻点焊压力信号的动态特征分析

基于点焊焊接过程信息采集系统，研究铝合金电阻点焊压力信号的动态特征. 从时、频域角度对比分析飞溅焊点和正常焊点的压力信号，发现飞溅焊点压力信号会发生突变并具备明显的特征频率，而正常焊点无明显相关特征；采用db5小波对压力信号进行7层分解，获得不同频带下压力信号的时、频域波形及各层细节信号的能量比. 结果表明，根据信号的不同形态和特征，提取通电阶段压力信号的标准差、小波分解细节信号目标层的峰-峰值、能量比的最高值以及其所在层数，均可作为识别飞溅缺陷的特征指标.     

基于VR焊接系统的机人协作GTAW焊接

手工焊因其灵活性和可达性高仍将继续发挥其作用,手工焊的脱技能化,将是一个长期面临的课题。通过监测熟练焊工焊接过程中焊接电流和焊接速度两个主要参数的调整情况,进而学习熟练焊工的经验,然后通过机人协作控制系统,用来弥补初级焊工的技能,实现了熟练焊工经验向初级焊工的传递。结果表明,学习熟练焊工得到的焊接电流和焊接速度的关系模型,不仅能够应用于文中提出的机人协作焊接系统中,也可以扩展到自动焊接领域,为全熔透焊接提供技术支持。     

铝板电磁焊接过程中洛伦兹力的三维仿真研究

板件电磁焊接过程中洛仑兹力的分布不均匀导致了焊接接头部位板件的变形不均匀,在一定程度上影响了焊接质量。本文利用电磁焊接技术对两块1 mm厚的1系铝板进行了焊接试验,同时利用电磁场仿真软件对焊接过程中板件所受洛仑兹力进行了三维仿真研究。流过集磁器内电流的仿真结果与试验结果于首个波峰位置误差在3.45%以内,板件表面洛仑兹力分布的仿真结果与试验中所发现的板件焊接区域表面变形现象一致。通过对比被焊板件表面特征区域所受垂向洛伦兹力的大小,发现不同区域范围板件所受垂向洛伦兹力呈现不同的分布规律,该区域范围主要由被焊板件内所产生的感应涡流分布所决定。     

细丝大电流MAG焊接机理

借助高速摄像机研究不同保护气氛下(98%Ar+2%O2、T.I.M.E.气体、80%Ar+20%CO2)细丝大电流MAG焊的电弧形态及熔滴过渡特征,并在此基础上通过分析液锥和焊接电弧的受力情况,建立液锥的运动模型,同时指出液锥与焊接电弧的空间位置关系以及这两者的运动相关性.研究结果表明,细丝大电流MAG焊的液锥运动属于自磁旋转,即液锥在电极磁场力和电弧力的作用下偏离焊丝轴线一定角度并绕焊丝轴线高速旋转.液锥偏角的相对大小由电弧烁亮区包覆液锥的面积决定,当电弧烁亮区包覆液锥的面积增大时,液锥偏角反而变小,焊接过程的稳定性增强.驱动电弧高速旋转的力是由液锥磁场提供的,电弧偏角及其旋转角速度分别与液锥偏角和液锥旋转角速度密切相关.     

从埃森展看焊接自动化的发展

第15届北京·埃森焊接与切割展览会与上几届展会相比,焊接电源已经不是主要的展品,不同层次的自动化焊接装备已经成为参展商品的主力。国内的主要焊接电源生产厂家如时代、奥太、凯尔达等纷纷展出了各自的自动化焊接产品。但普遍看来,     

焊枪行走角变化对等离子弧穿孔立焊焊缝成形的影响规律

以5 mm厚的5A06铝镁合金板材为主要研究对象,焊缝的正面熔宽和背面熔宽为成形特征参数,通过正交试验确定焊枪行走角变化对焊缝成形影响的显著性,从能量传递的角度研究了焊枪行走角的变化对等离子弧穿孔立焊焊缝成形产生影响的机理.结果表明,焊枪行走角对焊缝成形的影响在焊接电流和离子气体流量之间;焊枪与试板垂直时正面熔宽最大,而随着行走角的减小,焊缝背面熔宽逐渐增大.焊枪行走角的改变使熔池正面的能量密度以及背面最高温度截面和最大熔宽截面的相对位置发生变化,对焊缝背面熔宽的影响可归结于厚度方向不同截面热源位置的偏离与工件厚度导致的传热滞后之间相互作用的结果.     

通电时间对热冲压高强钢点焊接头性能及失效方式的影响

热冲压硼钢电阻率大、焊接热循环升温速度快、峰值温度高、局部冷却速率的不均匀,决定了点焊接头性能差别极大.点焊接头在剪切载荷作用下有界面断裂、焊核拔出和部分焊核拔出三种失效方式.以1.6 mm厚的热冲压硼钢为对象,研究不同通电时间对接头显微硬度、承载性能、失效方式的影响规律,分析失效的形成原因和失效机理.结果表明,上述三种失效方式承载能力和破坏吸能力相差不大,焊核拔出并不能作为评判高强钢点焊接头质量好坏的标准.焊接缺陷、承载时的高度应力集中以及热影响区局部韧性恶化是影响热冲压高强钢点焊接头失效方式的三大主要因素.