基于多因素权重法的高压GMAW焊缝成形分析

水下高压干式GMAW焊缝成形难以控制,影响焊接质量,通过多因素权重法对影响高压GMAW焊缝成形的参数进行分析,以确定焊接过程中主要参数与焊缝成形之间的关系. 以高压GMAW焊接正交试验结果作为训练样本,利用BP神经网络建立了焊缝成形预测模型. 将模型预测结果与实际焊接试验结果进行对比,验证了模型的精确度. 以预测模型中的权值为基础,通过Garson算法得出各参数变量对于焊缝成形参数的权重系数,并通过高压干式GMAW试验进行验证. 结果表明,不同焊接参数变化引起的焊缝成形参数变化幅度与相应焊接参数对焊缝成形的影响权重基本对应,所得权重系数对于高压GMAW焊接工程应用具有指导作用.     

一种先进热冲压钢的电阻点焊工艺多元非线性回归设计

采用多元非线性回归正交组合设计了试验方案,研究了点焊工艺参数对一种先进热冲压钢焊接接头质量的影响.将点焊接头抗剪切强度与点焊熔核直径作为影响接头质量的主要考察指标.以电极力、焊接电流及焊接时间作为工艺参数,并分析三者之间的相互制约关系.通过正交理论设计了9组试验,根据回归设计理论,建立三元二次非线性回归方程并进行了剩余标准差计算.结果表明,回归模型能够实现对点焊接头抗将剪切强度与点焊熔核直径的有效预测.绘制了其三维视图,在模型的基础上研究点焊工艺参数对焊缝质量的影响规律.     

基于试验设计与统计分析的双相钢激光焊工艺优化

为了优化激光焊接接头力学性能,利用试验设计方法对厚度为1.7 mm的DP600双相钢进行对接焊接试验,采用回归分析得到了激光焊接功率、焊接速度、离焦量、侧吹保护气体流量与接头抗拉强度之间的数学模型. 分析了焊接速度与侧吹气流量对焊缝抗拉强度的交互影响作用. 通过遗传算法优化该模型并得到了最优的焊接工艺参数组合,当焊接功率为1.7 kW,焊接速度为25 mm/s,侧吹气流量为2.4 m3/h,离焦量为-1 mm时焊缝的抗拉强度最大. 验证试验所测的焊缝抗拉强度值与模型预测值的相对误差在5%以内. 结果表明,文中研究可以有效的预测与优化厚度为1.7 mm的双相钢激光焊接质量.     

基于正交试验旋转电弧传感器焊缝跟踪工艺参数的优化

为了实现基于旋转电弧传感器的焊缝跟踪,并获得良好质量的焊缝,需要通过试验去确定最佳焊接参数。为了减少焊接试验的工作量、降低研制成本,采用正交试验设计法合理安排Q235钢板的机器人焊接工艺评定试验,以数理统计方法分析各焊接参数对焊缝质量影响的主次顺序。研究了旋转电弧传感器的旋转频率、焊炬高度、焊炬旋转半径和焊接电流四个主要影响因素对焊缝成形、电流信号特征和抗拉强度的影响,为后续的焊缝跟踪提供优化的焊接参数。     

空间位置脉冲MAG焊焊缝成形的回归模型

通过正交试验设计和统计学的方法建立了空间位置脉冲ＭＡＧ焊焊缝成形的回归数学模型，该模型较准确地刻划了焊接工艺参数，焊缝空间位置姿态以及焊缝形状尺寸与焊缝成形的关系，该数学模型可用于焊疑成形质量的监测与控制，以可用于焊接规范的优化设计。     

基于田口方法的铸铝A356焊接工艺参数优化研究

铝合金在汽车副车架得到了广泛应用。本文采用脉冲焊方法,以ER5554焊丝作为填充材料,对铸造铝合金A356进行了焊接试验研究,为汽车铸造铝合金副车架设计和焊接提供理论指导。采用田口正交试验的方法,针对焊接电流、焊接速度、间隙、焊枪倾角及干伸长5个焊接参数,设计了5因素3水平的正交试验方案。利用光学显微镜与拉伸试验机对焊缝的成形及接头的力学性能进行了研究。结果表明,焊接电流、焊接速度与间隙对焊缝熔宽、余高与根部侧壁熔合有显著影响;间隙对焊缝根部侧壁熔合影响最大,过小的间隙容易造成焊缝根部未熔合,会极大地降低接头抗拉强度。     

CMT Cycle Step工艺参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸的影响

采用CMT Cycle Step焊接工艺进行平板堆焊正交试验,研究了送丝速度、焊接速度、熔滴数量和间隔时间四个参数对焊缝表面特征纹路及成形尺寸的影响,建立了各参数与焊缝表面鱼鳞纹步长S、焊缝熔宽B、堆焊层厚度h之间的回归模型.结果表明,随着焊接速度、熔滴数量和间隔时间的增大,焊缝表面鱼鳞纹步长S呈逐渐增大的趋势.适当减小焊接速度和间隔时间,可有效减小焊缝表面高度差Δh,提高焊缝表面成形质量.随着送丝速度和熔滴数量的增大,焊缝熔宽B和堆焊层厚度h均逐渐增大;随着焊接速度的增大,焊缝熔宽B和堆焊层厚度h逐渐减小.根据理论分析和回归分析得到准确性较高的回归方程,为预测焊接焊缝成形以及优化焊接工艺参数提供理论依据.     

高强铝合金PVPPAW焊接参数优化与性能分析

对10 mm厚7075铝合金板材进行脉冲变极性等离子弧焊,研究了焊接电流和离子气流量的变化对焊缝成形系数的影响规律,确定了较优的焊接参数并获得了成形良好的焊缝,对该焊接接头力学性能进行分析. 结果表明,焊缝成形系数随着焊接电流的增大先减小后增大,随着离子气流量增大逐渐减小,较佳的焊缝成形系数区间为1.1 ~ 1.3,焊接电流比离子气流量对焊缝成形的影响更大. 当脉冲焊接电流为250 A/290 A,离子气流量为2.0 L/min时焊缝形貌较佳,接头焊缝区为树枝状晶,焊缝处的抗拉强度为397.9 MPa,约为母材的67.5%,焊缝的性能较好.     

镀锌钢板电阻点焊的多元非线性回归模型

为了研究用于家用轿车车身制造的镀锌钢板电阻点焊工艺,采用多元非线性回归正交组合的方法设计试验.试验将电阻点焊熔核形状参数和焊接接头抗剪强度作为考察指标,将焊接电流、电极压力、通电时间、预热电流四个参数,以及各参数之间的交互作用作为影响指标的考察因素,得到可预测熔核形状和焊接接头力学性能的四元二次回归数学模型,并通过方差分析对模型进行优化.结果表明,优化的回归数学模型可实现焊接接头熔核成形及力学性能较为准确的预测.在模型的基础上研究各参数及各交互作用对焊点质量的影响规律,从而可实现电阻点焊工艺参数的优化设计.     

穿孔型等离子弧自熔焊工艺对N6镍合金焊缝成形及性能的影响

以6.0 mm厚的N6镍合金为试验材料,采用等离子弧自熔焊方法开展全熔透焊接工艺试验研究。利用OM,SEM,拉伸试验机等设备研究焊接电流、焊接速度、离子气流量、焊接热输入对焊缝成形及力学性能的影响。结果表明,采用正交设计优化的工艺参数进行焊接,焊缝成形美观,接头平均抗拉强度302 MPa,接头系数达87.3%;主要工艺参数对N6焊缝成形及力学性能有重要影响。焊接电流、离子气流量起协同作用,一定范围内,熔宽、熔深随焊接电流、离子气流量增大而增大,而随焊接速度增大而下降;但焊接速度超过一定范围,继续增大焊接速度,焊缝背面产生"驼峰";焊接热输入从1.5 kJ/mm增至2.14 kJ/mm焊缝区晶粒急剧长大,平均晶粒度从5.9降至2.3,而焊接接头抗拉强度呈先增大后下降趋势,拉伸断口从韧性-解理混合断裂模式向脆性断裂模式转变。     

焊接工艺参数对钢/铌激光焊接头性能的影响

采用正交试验法分析了焊接工艺参数对钢/铌激光焊接头抗拉强度的影响规律.结果表明,接头抗拉强度随着焊接速度的增大而降低;随着激光束从铌侧向钢侧偏移,接头强度逐渐升高;激光功率对接头强度的影响不大.在3个焊接工艺参数中,偏束距离对接头强度的影响最大,焊接速度次之,激光功率的影响最小.采用低焊接速度、向钢侧偏束的焊接方法可以提高焊接接头的抗拉强度.焊缝区主要包括铌侧的IMC区,焊缝中心的树枝晶区与钢侧的树枝晶区三个特征区.其组织由大量的γ奥氏体相与一定量的Fe₂Nb相及少量的δ铁素体相组成.铁-铌金属间化合物的生成是降低接头强度的主要原因.     

PMMA与304不锈钢激光焊接

研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)塑料与304不锈钢激光焊接热传导技术,采用正交试验法分析聚甲基丙烯酸甲酯和304不锈钢之间的焊接质量. 对焊接后的试样进行拉伸测试和切片试验,用能量密度定量判定焊接结果,分析多种焊接因素对抗拉强度和焊缝宽度的影响. 利用正交试验极差分析法对试验数据进行处理,获得透明聚甲基丙烯酸甲酯和304不锈钢之间激光热传导焊接的最佳焊接工艺参数. 结果表明,焊接因素对焊接强度的影响从大到小的顺序为焊接速度、脉冲宽度、保护气体流量、峰值功率、光斑直径和脉冲频率.     

两种不同热塑性塑料之间的激光透射焊接试验

采用英国焊接学会发明的Clearweld吸收剂,进行了透明聚苯乙烯和聚氯乙烯异种塑料之间的激光透射焊接试验,利用正交试验法研究了透明聚苯乙烯和聚氯乙烯之间激光透射焊接质量.对焊接样品进行拉伸测试和切片试验,分析了各焊接因素对抗拉强度和焊缝宽度的影响.并采用极差法对试验数据进行处理,得到了透明聚苯乙烯和聚氯乙烯之间激光透射焊接的最佳焊接工艺参数,确定各焊接因素对焊接强度影响从大到小的顺序为焊接速度、夹具夹紧力、光斑直径、激光器平均功率、激光器频率、焊后保压时间,对实际生产具有一定的指导意义.     

基于响应面法的不锈钢车体激光焊接工艺参数优化

为解决电阻点焊不锈钢车体表面质量差、密闭性差等问题,采用二次回归旋转设计试验方案,基于响应面法建立了不锈钢车体激光焊接工艺参数(激光功率、焊接速度、离焦量)与预测响应值(熔深、熔宽、接头剪切拉伸载荷)之间的数学模型,能够根据车体表面质量和接头强度的要求优选焊接工艺参数.并通过优化激光焊接工艺参数来预测激光搭接焊接头的熔深、熔宽以及接头的剪切拉伸载荷,实现焊缝成形与接头强度的最佳组合,为改善不锈钢车体焊接表面质量提供了新的工艺途径.     

高速列车用铝合金三元气体保护焊技术

研究了氩氦氮三元气体保护焊条件下的铝合金焊接技术,获得了高质量的焊接接头.结果表明,三元气体保护焊电弧收缩显著,溶滴过度稳定,改变铝合金MIG焊的电弧能量密度与温度分布,相对纯氩气体保护焊同等焊接电流下熔深显著增加,熔池流动行为及接头组织改善,冲击韧性和疲劳强度显著提高,阴极清理范围窄,焊缝表面光泽度高,电弧焊焊接操作性好.试验表明三元混合气体保护焊可以提高铝合金焊接质量,具有很高的工程应用价值.     

工艺参数对激光透射焊接聚碳酸酯影响

利用激光透射焊接技术对聚碳酸酯（PC）塑料进行焊接,通过正交试验法研究了激光功率、焊接速度、碳黑含量对焊接强度和焊接质量的影响.探讨了热输入对焊接强度的影响,通过对焊缝显微形貌分析,进一步研究了炭黑含量对焊接质量的影响.结果表明,对PC材料来说,激光功率是首要影响因素,其次是焊接速度,最后是碳黑含量.最佳的焊接工艺参数为激光功率40 W,焊接速度40 mm/s,含碳量0.1%.热输入对焊接质量有较大影响,热输入在0.5～1.3 J/mm可得到较好强度的焊件.     

纵向直流磁场对铝铜熔钎焊接头组织和性能的影响

采用TIG焊进行铝铜异种材料熔钎焊对接试验,通过添加Zn-2%Al药芯焊丝调控焊缝成分,并施加纵向直流磁场调控界面组织,接头力学性能显著提高. 结果表明,相比于无磁场,在纵向直流磁场的作用下,Cu侧IMC层的形状、厚度和化合物种类均发生变化:平均厚度明显变薄,由32.8 μm降至14.6 μm;形状由平直变为弯曲,起到“机械咬合”作用;Cu侧IMC层Al_4.2Cu_3.2Zn_0.7三元化合物的出现抑制了硬脆的AlCu与Al₂Cu化合物的生长,接头性能升高. 添加直流磁场后,接头抗拉强度均比无磁场时高,且接头抗拉强度随着磁场强度的增加呈现先增大后减小的趋势. 当焊接电流I = 95 A,焊接电压U = 16 V,焊接速度v = 140 mm/min,磁场强度B = 10 mT时,接头抗拉强度最高,达到110.8 MPa,比无磁场升高了约24%.     

CO_2激光焊接600MPa DP钢接头组织与性能

采用CO2激光对抗拉强度为600MPa,厚度1.4mm的DP钢进行焊接.研究焊接速度对焊缝外观和截面成形的影响、接头的组织特点、硬度、强度和成形能力.结果表明,激光功率相同,焊接速度较低时焊缝易产生气孔,焊接速度较高时易发生飞溅;焊接速度对焊缝熔深及熔宽也有影响.焊缝区组织主要由马氏体构成,从焊缝、焊接热影响区到母材,组织中马氏体含量下降,接头的最高硬度出现在焊缝或热影响区.在平行于焊缝方向,焊接接头的抗拉强度高于母材,垂直于焊缝方向,接头的抗拉强度与母材相当.由于焊缝出现马氏体组织,接头的塑性和韧性降低,板材的冲压成形能力下降.     

外加磁场闪光对焊20钢焊接接头组织分析

以一对条形永磁体为磁场源,对比并分析了相同工艺参数下外加磁场对20钢闪光对焊接头显微组织及力学性能的影响.未加磁场接头焊缝存在铸造组织及大量氧化物夹杂,热影响区较宽;外加磁场接头焊缝无铸造组织,形成等轴的铁素体、少量魏氏体及珠光体组织,热影响区窄,且晶粒长大不严重.力学性能试验表明,未加磁场试样断在热影响区,呈脆性断口;加磁场试样断在母材,有明显的塑性变形,且抗拉强度明显增大.结果表明,外加磁场能有效改善闪光对焊接头质量.