外加磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响

在对5mm厚的AZ31镁板进行TIG焊过程中,需要外加横向交流磁场.针对外加横向磁场电流对镁合金焊接接头力学性能的影响进行抗拉强度和布氏硬度试验,并采用扫描电子显微镜对试样的焊缝进行组织分析.研究了磁场参数对AZ31镁合金接头组织和性能的影响规律以及磁场作用的机理.研究发现,外加横向磁场可以促使电弧摆动对熔池进行作用,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善.在适当的磁场参数作用下电磁搅拌达到最佳效果,此时焊接接头的综合力学性能最好.     

电磁作用对镁合金焊缝金属组织性能的影响

将纵向交流磁场应用于5mm厚的AZ31镁板GTAW焊接过程中，通过对焊接接头力学性能和显微组织的分析试验，找到了磁场参数对AZ31焊接接头组织和性能的影响规律，并对磁场作用机理进行了分析研究.结果表明，外加纵向磁场的电磁搅拌作用从 4个方面影响晶粒的形核及长大过程，使焊缝中晶粒组织得到细化，进而使焊接接头的抗拉强度和硬度等性能得到改善，同时磁场的电磁搅拌作用可以净化熔池中液态镁合金(使杂质球化并弥散分布)，促进气泡上浮，降低镁合金焊缝气孔及焊接热裂纹敏感性，抑制热裂纹及气孔的产生.     

纵向磁场对低碳钢MIG焊焊缝组织及性能的影响

现代焊接结构对焊接质量的要求越来越高.焊缝金属的内部组织及其结构显著影响焊接接头的性能.为了通过控制焊接接头内部的晶粒形态和尺寸来提高焊接接头的性能，利用纵向磁场发生装置进行了低碳钢MIG焊接实验，对焊缝金属进行了金相及力学性能试验.结果表明，外加纵向磁场作用下与不加磁场进行比较，焊缝的抗拉强度提高了37.79%，焊缝的抗冲击韧性比不加磁场时增加了72.21%.可见外加纵向磁场焊接可以有效地细化焊缝的晶粒，提高焊接接头抗拉强度以及冲击韧性等力学性能.     

磁场对AZ31镁合金焊接接头疲劳性能的影响

为了研究外加磁场对焊接接头疲劳行为的影响规律,在对5 mm厚的AZ31镁合金板进行钨极氩弧焊过程中,外加纵向交流变频磁场.对不同磁场参数下镁合金焊接接头进行应变控制疲劳实验,采用光学金相和扫描电镜对焊接接头的显微组织和疲劳断口进行分析.实验结果表明：当磁场电流为2 A,频率为20 Hz时,焊缝的疲劳性能达到最佳值.合适的外加纵向磁场可以促使电弧旋转对熔池进行搅拌,改变晶粒结晶过程,使焊缝中晶粒组织得到细化,进而使焊缝的疲劳性能得到改善.     

摆动磁场条件下的焊接接头组织研究

为了优化不锈钢焊接工艺,提高焊接质量,进行了外加电磁场条件下的304不锈钢钨极氩弧焊(TIG),磁场施加方式分别为横向磁场和旋转磁场.焊后采用电子显微镜对焊接接头进行显微组织观察,研究了不同外加磁场类型和不同焊接速度对不锈钢焊接接头组织的作用规律.试验结果表明,外加磁场改变了熔池的流动形态,使金属液由四周向中心流动并伴有搅拌,也使焊缝熔深增大的同时,抑制柱状晶的形成,细化组织.     

AZ91磁控A-TIG焊电弧形态及焊接接头组织性能

为了分析磁场和活性剂对AZ91镁合金焊缝组织性能的影响规律并探究相应的作用机理,在A-TIG焊接过程中施加纵向交流磁场,采用高速摄影技术观察并拍摄电弧运动形态,对焊缝进行硬度、显微组织和物相组成分析.结果表明,当磁场电流为1.5 A、磁场频率为50 Hz、焊接电流为80 A、涂覆量为3 mg/cm~2时,焊缝硬度最大值为68.88 HV.在合适的磁场参数和活性剂配比下,电弧挺度最大,电弧收缩明显,此时电弧的搅拌作用致使晶粒显著细化,且析出相Al_(12)Mg_(17)明显增多,这对改善焊接接头的力学性能具有积极作用.     

外加纵向磁场对MAG焊焊缝成形的影响机理

将纵向磁场引入到Ar+2%O2保护的射流过渡MAG焊中,借助高速摄像手段研究了外加纵向磁场对MAG焊电弧形态及运动行为的作用特点,并且分析了励磁电流的大小及其极性对焊缝成形的影响规律,分别从旋转电弧加热工件的特点和电磁搅拌2个方面揭示了外加纵向磁场对MAG焊焊缝成形的作用机理.     

纵向磁场对TIG焊电弧形态的影响

为了研究外加纵向磁场对TIG焊焊接电弧形态的影响并分析电弧形态的变化机理,在常规的TIG焊焊接过程中施加纵向磁场,利用高速摄像机对焊接电弧形态进行拍摄和记录.实验结果表明,当无磁场作用时,弧柱呈锥形且未发生旋转运动.在外加磁场作用下,弧柱呈收缩状态且沿顺时针旋转.当焊接参数不变时,随着磁场强度的增加,弧柱的收缩程度随之增加.根据磁场的理论公式,可推导出在外加纵向磁场作用下,电弧的旋转半径与磁感应强度成反比.     

外加纵向低频磁场对CO_2焊过渡频率的影响

为了减少CO2焊飞溅,采用了外加磁场发生装置研究了磁控CO2气体保护焊技术,探讨了外加纵向低频磁场对熔滴过渡频率的作用机理,通过分析试验数据,明确了所需的外加纵向低频磁场参数,并探索熔滴在外加磁场作用下的受力情况.结果表明,一定的外加纵向磁场参数下,熔滴过渡频率显著提高,CO2焊飞溅降低;当激磁电流为2 A、磁场频率为60 Hz时,熔滴过渡频率高,飞溅率低,电弧形态稳定.因此,可以通过外加纵向低频磁场来提高熔滴过渡频率并降低飞溅.     

外加磁场对TIG焊电弧行为及焊缝成形的影响

为提高钨极惰性气体保护焊(TIG)电弧能量，实现高效焊接，通过在TIG焊焊枪上分别外加直流、交变纵向磁场，采用高速摄像对不同磁场频率下的电弧形态进行拍摄，研究分析了外加不同形式和频率的磁场对TIG焊电弧行为及焊缝成形的影响规律。结果表明：不加磁场时电弧稳定燃烧且形态呈圆锥形；外加直流纵向磁场时，电弧高速旋转且电弧上方收缩，下方略微扩张；外加不同频率的交变纵向磁场时，随着磁场频率的增大，电弧挺度增加，电弧形态先扩张后收缩又扩张且电弧高速旋转，呈钟罩状。外加1 500 Hz交变纵向磁场，焊缝熔宽减小，熔深增大，焊缝表面均匀光洁，焊缝成形明显改善。     

纵向磁场作用下MIG焊电弧数值模拟

为了提高焊接质量,建立了纵向磁场作用下MIG电弧的三维有限元数学模型,利用ANSYS有限元分析软件对纵向磁场作用下的电弧进行模拟,得到了纵向磁场作用下电弧的物理特性,并与无外加纵向磁场时进行了对比.结果表明,焊接过程引入纵向磁场后,电弧温度和电弧压力显著降低,电弧温度梯度减小;当焊接电流为120A,励磁线圈安匝数为1000时,电弧中心最高温度由16.950 K降到13.700 K,最大电弧压力由91 Pa降到57 Pa;在阳极表面,电弧压力峰值从 53 Pa降到20 Pa,并偏离电弧轴线.可以得出结论,在纵向磁场作用下电弧的物理特性发生较大变化,电弧扩张,电弧温度和电弧压力减小,电弧中心形成空心弧.     

纵向磁场对WQ960钢焊接接头组织和性能的影响

为了研究纵向磁场对焊接接头的显微组织、冲击韧性和抗拉强度的影响,利用纵向磁场辅助MAG焊焊接WQ960高强钢.纵向磁场的施加提高了焊接接头的抗拉强度、冲击吸收功和冲击韧性,改善了焊接接头的显微组织,且焊接接头的显微组织主要由细小的针状铁素体构成.结果表明,当励磁电流达到2.5 A且磁场频率为20 Hz时,焊接接头的抗拉强度和低温冲击功均可达到最大值,分别为839 MPa和72 J,且分别提高了17.01%和24.14%;先共析铁素体和侧板条铁素体数量相应减少,因而形成了更多的针状铁素体.     

磁场控制对堆焊金属组织及性能的影响

为了提高焊缝的力学性能,在低碳钢表面堆焊Fe5合金粉末时,外加纵向间歇交变磁场,研究分析了纵向间歇交变磁场对等离子弧堆焊层金属组织及性能的影响,利用光学金相、x 射线衍射、显微硬度和湿砂橡胶轮磨损试验等检测方法,对不同磁场参数下的等离子弧堆焊试样的硬度、耐磨性及其组织和性能进行了测试分析.分析研究发现,在适当的磁场参数作用下,增加堆焊层金属中硬质相的数量,并控制硬质相的生长方向,可提高等离子弧堆焊层的硬度和耐磨性.结果表明,外加磁场可以改善堆焊层金属的结晶形态,细化晶粒.     

磁旋弧MAG焊接工艺的熔滴过渡机制

将纵向磁场引入到喷射过渡MAG焊接过程,借助高速摄像等手段,详细研究了磁旋弧MAG焊接工艺的熔滴过渡机制和焊接飞溅形成机理.试验结果表明,在外加磁场的作用下,焊接电弧和液流束都偏离焊丝轴线一定角度高速旋转,液流束形态为螺旋状;熔滴过渡偏离了焊丝轴线,但始终在电弧烁亮区内进行,并且熔滴过渡频率提高;在液流束与焊接熔池瞬时短路时以及收弧阶段,易产生飞溅.     

外加纵向磁场对CO_2焊接短路液桥的影响

为了减少CO_2焊接飞溅,利用高速摄像装置拍摄外加纵向磁场作用下CO_2焊熔滴过渡过程,对液桥形成段、液桥缩颈段进行了研究.结果表明,当施加低频磁场时,随着磁场频率的增加,熔滴半径随之增大并在磁场频率为60 Hz时达到最大值,此时球状熔滴的体积最大;随着磁场频率的增加,液桥形成段缩短,促进了短路初期的熔滴过渡过程.当施加高频磁场时,液桥缩颈段赤道面的最小半径减小,促进了短路末期的熔滴过渡过程.外加纵向磁场可以有效促进熔滴的短路过渡过程,从而减小CO_2焊接飞溅.     

带极堆焊中的电弧磁控技术研究进展

带极堆焊包括埋弧焊和电渣焊两种焊接形式,已为广泛应用于改善设备的的耐腐蚀、耐磨蚀性能。为了提高生产效率,往往需要采用较大的焊接电流或较宽的带极。然而,这极易导致电弧偏吹、熔深加大及焊道成形不良等缺陷。国内外对带极堆焊中磁控技术的研究发现,利用外加磁场可以有效地减小熔深、改善焊道成形。分别对带极埋弧堆焊和电渣堆焊两种情况下外磁场对焊接质量的不同影响进行了讨论。并指出,带极埋弧堆焊时施加振荡磁场,通过电磁搅拌作用可以有效地减小焊缝金属的稀释率及腐蚀速率,并且这种磁控电弧在保证一定稀释率的前提下允许采用更大的焊接电流,以提高生产效率,且不影响焊接质量。在带极电渣堆焊时,则可利用外加磁场来改变熔池上的磁场分布和熔渣、熔池金属的流向,从而有效地抑制了堆焊中的咬边及焊道成形缺陷。     

带极堆焊中的电弧磁控技术研究进展

带极堆焊包括埋弧焊和电渣焊两种焊接形式，已为广泛应用于改善设备的的耐腐蚀、耐磨蚀性能。为了提高生产效率，往往需要采用较大的焊接电流或较宽的带极。然而，这极易导致电弧偏吹、熔深加大及焊道成形不良等缺陷。国内外对带极堆焊中磁控技术的研究发现，利用外加磁场可以有效地减小熔深、改善焊道成形。分别对带极埋弧堆焊和电渣堆焊两种情况下外磁场对焊接质量的不同影响进行了讨论。并指出，带极埋孤堆焊时施加振荡磁场，通过电磁搅拌作用可以有效地成小焊缝金属的稀释率及腐蚀速率，并且这种磁控电弧在保征一定稀释率的前提下允许采用更大的焊接电流，以提高生产效率，且不影响焊接质量。在带极电渣堆焊时，则可利用外加磁场来改变溶池上的磁场分布和熔渣、熔池金属的流向，从而有效地抑制了堆焊中的咬边及焊道成形缺陷。     

纵向磁场对CO_2焊接电弧及焊缝成形的影响

为了促进CO_2焊接的发展,降低焊接飞溅率与改善焊缝成形显得至关重要.在具有不同磁场强度与磁场频率的外加纵向磁场作用下,通过高速摄像技术观测了焊接电弧形态,同时测量了焊缝熔宽和熔深的变化.结果表明,当励磁电流为1 A、励磁频率为50 Hz时,焊接电弧由最初的锥形变为钟罩形,并按一定方向旋转,焊接电弧的刚性和稳定性得到了增强,因而焊接效果较好.随着磁场参数的增加,焊缝的熔宽与熔深先增加后减小.因此,通过采用一定范围内的磁场参数,可以达到有效改善焊缝成形并降低焊接飞溅的效果.     

磁控状态下Fe90堆焊层显微组织对力学性能的影响

为了研究直流横向磁场对Fe90堆焊层组织和性能的影响,在Fe90自熔堆焊合金的等离子弧堆焊过程中引入直流横向磁场,采用洛氏硬度仪、磨损试验机对不同规范下试样的硬度、耐磨损性进行测试,采用OM及SEM对堆焊层进行显微组织分析,进而揭示外加磁场对堆焊层性能的作用机理.结果表明,施加磁场的堆焊层要比无磁场作用的堆焊层硬度高、耐磨性好;当堆焊电流为I=180 A,磁场电流为I_m=3 A时,堆焊层性能取得最佳值,其磨损量为0.4218 g,表面硬度HRC为72.1.外加磁场提高堆焊层性能的主要原因是电弧和熔池在磁场作用下运动状态发生改变,改善了堆焊层组织,使堆焊层的组织由柱状晶转化为等轴晶并细化晶粒,进而提高堆焊层的综合力学性能.     

水冷对磁场作用下M_7C_3形核的影响

为了探究在水冷却和磁场共同作用下堆焊层中碳化物的形核和长大情况,以便获得更耐磨的堆焊层,实验以Fe5合金粉末为原材料,在等离子弧堆焊过程中引入纵向直流磁场,并在工件下方引入降温水槽,使熔池快速冷却.结果显示,在磁场和水冷作用下的堆焊层内部晶粒结构发生显著变化,形成的细小等轴晶能减少结晶裂纹,提高力学性能,使堆焊层具有很高的硬度和耐磨性.在一定实验条件下,最佳实验参数为堆焊电流160 A,外加纵向直流磁场电流3 A,采用有水冷却方式.在最佳实验参数条件下,堆焊表面的洛氏硬度为HRC 64.3,湿砂磨损量为0.031 5 g.