厚板Invar钢多层多道焊与多层摆动焊效率与接头质量对比分析

对19 mm厚Invar钢板进行多层多道焊和多层摆动焊对接试验，计算分析了这两种工艺的功耗和效率，并通过观察和测量Invar钢焊件的金相组织和显微硬度以比较两种焊接方法的焊接接头质量。结果表明,在连接厚板Invar钢时，由于多层摆动焊焊道数少于多层多道焊焊道数，多层摆动焊所用焊接时间较少、效率更高、功耗更少；多层摆动焊的层间重熔区熔合良好，而多层多道焊接接头处观察到明显的未熔合缺陷；多层摆动焊的热影响区宽度远小于多层多道焊；多层摆动焊的平均晶粒尺寸及显微硬度均略大于多层多道焊。     

热输入对2219铝合金激光镜像焊接匙孔动态特征的影响

针对2219铝合金激光镜像焊接过程,建立激光镜像焊接过程热-流耦合模型,对匙孔动态特征进行定量求解与分析.结果表明在激光镜像焊接过程中,两侧匙孔迅速耦合并保持小幅度波动.匙孔耦合前,两侧匙孔横截面面积差异较小,最多相差仅0.35 mm²;匙孔耦合后,匙孔横截面面积持续增加,并于120 ms后在一定范围内波动.热输入的增加会导致匙孔的耦合程度增大,并提高匙孔稳定性,其中激光功率对匙孔耦合区域影响较大,焊接速度对匙孔开口面积影响较大,基于上述规律总结出针对6 mm厚2219铝合金镜像焊接试验的优化焊接工艺窗口.     

激光功率对2195铝锂合金光纤-半导体激光复合焊接形貌与气孔的影响

光纤-半导体激光复合焊接技术充分结合了光纤与半导体激光热源的优势,在激光加工领域拥有巨大的潜力.针对2195铝锂合金开展光纤-半导体激光复合焊接试验,并定量研究激光功率对焊接形貌与气孔的影响.结果表明,光纤激光功率显著影响焊缝熔深,半导体激光功率显著影响焊缝上熔宽.基于回归分析方法建立焊缝横截面积预测模型.此外,光纤与半导体激光均对焊缝气孔缺陷的控制起着重要的作用,较高的光纤激光功率有利于降低气孔缺陷.对于4 mm厚2195铝锂合金,采用光纤激光功率为3.0 k W、半导体激光功率为2.5～3.0 k W时,熔池温度高且光纤-半导体激光复合作用范围大,焊接接头气孔缺陷少.     

Thermal cycle and its influence on the microstructure of laser welded butt joint of 8 mm thick Ti-6Al-4V alloy

Ti-6Al-4V alloy is extensively used in the manufacture of components in aviation. In the current study, the laser welding process is adopted to joint the Ti-6Al-4V alloy plate which has the thick of 8 mm. A three-dimensional finite element model is established to simulate the temperature distribution of laser welding process. The thermal cycle curves are produced on the strength of the simulation results. Meanwhile, the microstructure characteristics of the welded joint are investigated combined with simulation results. The results show that weld zone, heat affected zone and based metal experience similar thermal cycles process and the cooling rate has an important influence on the formation of microstructure. Moreover, the simulation results are well matched with experiment results.     

铝合金T型接头激光双侧填丝焊接工艺研究

以2 mm厚6056铝合金为试验材料,采用激光双侧填丝焊接方法进行铝合金T型接头焊接工艺试验,主要研究了光束入射角度、光束入射位置、送丝速度与焊接速度等工艺参数对焊缝成形的影响;分析了T型接头焊缝的显微组织特征与拉伸性能.试验结果表明:光束入射角度过大时,两侧焊缝重合面积较小且蒙皮热变形较大;当光束入射位置偏移立筋0.2～0.3 mm时可以显著改善蒙皮背部的热变形.焊缝中心组织与两侧无明显差别,均为细小的等轴晶.焊缝熔深是T型接头拉伸载荷的重要影响因素,接头起裂于蒙皮焊趾处,断裂于焊缝与母材金属之间的熔合区.     

纯金属TIG焊熔池等轴晶生长的相场法模拟

焊接熔池冷却速度快、凝固时间短、过冷度大,结合以上特点构建相场法与有限筹分的耦合数学模型,对TIG焊接熔池中等轴晶生长过程进行研究.首先,利用该模型成功模拟了纯镍焊接熔池中心区域单个等轴晶生长过程形态演变.进一步研究了不同过冷条件下,等轴枝晶生长形貌和生长行为的变化规律.模拟结果符合固液界面形貌稳定性理论.同时,初步计...     

高强钢Q890中厚板残余应力测量技术

高强钢已被广泛应用于工程机械大型结构件的生产中,焊后残余应力直接影响着后续工序。借助有限元分析手段对高强钢对接板的焊接过程进行模拟,经分析得到残余应力分布情况。兼顾测量位置选择原则,选取仿真结果相应位置,结合X射线衍射法和盲孔法两种手段验证预测结果。结果表明,高强钢中厚板仿真结果与X射线衍射法结果吻合较好;两种测量方法在低应力区吻合较好,高应力区存在一定差距,对现场生产残余应力控制有重要指导意义。     

铝合金T型接头双激光束双侧同步焊接温度场模拟

为了掌握双激光束双侧同步焊接工艺特性并得到最优焊接工艺匹配参数,对由铝合金6156底板与6056桁条组成的T型焊接接头进行了有限元数值模拟和试验研究.在改进以往激光热源模型的基础上,模拟分析了不同工艺参数匹配条件下的激光焊接过程,获得了实际可行的工艺参数范围.同时研究了焊接功率和焊接速度对熔池形状的影响规律,结果表明:焊接功率和焊接速度对焊缝成形具有重要影响,且熔池形状的模拟结果与试验结果吻合良好.最终获得了最佳的焊接工艺参数,为大型客机铝合金壁板的双激光束双侧同步焊接提供了理论指导.     

计算机控制管道焊接机器人屏蔽技术

在电弧强干扰下管道焊接机器人抗干扰设计成为管道焊接过程稳定性关键,其中管道焊接机器人屏蔽技术是主要影响因素之一。通过对管道焊接机器人电磁场屏蔽、屏蔽线、双绞线和屏蔽双绞线屏蔽原理分析,提出屏蔽完整性,面板孔、电连接器、电路板屏蔽和多层屏蔽等措施。提高屏蔽材料的屏蔽效能要考虑金属平板材料性质、电磁场源性质、电磁场源与金属平板的距离、屏蔽体接地等状况。以上研究成果可为管道焊接机器人制造提供理论和实践上参考依据。     

基于B样条曲线的X射线图像焊缝缺陷分割与提取

针对大部分X射线数字图像低对比度、背景起伏大以及纹理复杂的问题,在X射线数字焊缝图像预处理之后,采用B样条曲线对列灰度曲线进行拟合,获得光滑而且顺畅的曲线.在此基础上进一步提取曲线的极值点,并通过定义的波动阈值以及边界阈值进行两次极值点集合的修正.最后利用数学形态学及中值滤波对缺陷的形状和大小进行了修正.结果表明,该技术有效地解决了X射线图像由于焊缝纹理复杂导致缺陷提取困难的问题,有利于实现X射线图像焊接缺陷的自动提取.