单一氟化物对钛合金激光焊的影响

对TC4钛合金选取单一氟化物 NaF,Na2SiF6,YbF3为活性剂进行活性焊接试验,采用5 mm单激光焊试验分析其对焊缝熔深、熔宽及等离子形态分析。 试验结果表明,单激光焊试验中所选活性剂对焊缝熔宽和熔深影响各不相同,但均能减小熔宽和增加熔深,其中YbF3效果最好;涂敷活性剂之后有效地降低了焊接等离子体的电子密度。     

Na2SiF6活性激光焊接TC4钛合金焊缝成形和组织

采用Na₂SiF₆作为表面活性剂激光焊接TC4钛合金,通过观察焊缝表面,确定了Na₂SiF₆对TC4钛合金激光焊焊缝表面成形的影响;采用高速摄像技术,观察分析了焊件上方高温光致等离子体形态特征变化;借助光学显微镜观察分析了焊缝熔深和熔宽的变化及微观组织. 结果表明,涂覆Na₂SiF₆活性剂后TC4钛合金激光焊焊缝表面成形良好,可使焊缝熔深增加约0.8% ~ 12%,焊缝表面熔宽降低约10% ~ 29%,能够有效提高焊缝的深宽比;Na₂SiF₆活性剂改善了焊缝微观组织的不均匀性,改变了焊缝上部β柱状晶的结晶方向,细化了焊缝的晶粒尺寸和微观组织.     

活性剂对激光-电弧复合焊接的影响

提出了激光-电弧复合活性焊接法,以提高小功率激光-电弧复合焊接的熔深.在待焊不锈钢表面涂覆一层活性剂,然后进行激光-电弧复合焊接.研究了工艺参数对焊缝成形性的影响,并对焊接接头的组织性能进行了分析.结果表明,涂覆活性剂后可以使复合焊接的熔深增加,并且可以细化复合焊焊缝组织.复合焊接头与复合活性焊接头的显微硬度变化规律一致.复合活性焊接头的抗拉强度较高,达到母材抗拉强度的92%.复合活性焊接头的腐蚀速率低于复合焊接头的腐蚀速率,具有良好的耐蚀性能.     

单组分活性剂对铝合金A-TIG焊焊缝的影响

针对6 mm的6061铝合金试板,选用SiO2,TiO2,Cr2O3,CaF2,BaCl2共5种单一成分活性剂进行铝合金交流A-TIG焊工艺试验,研究活性剂对A-TIG焊焊缝表面成形及宏观形貌的影响,并结合焊接过程电弧形态变化,分析熔深增加机理.结果表明,5种单一成分活性剂均可改善焊缝熔深,其中SiO2增加焊缝熔深效果最好,CaF2效果不明显;涂覆SiO2时表面成形比涂覆其它活性剂时差,其中TiO2表面成形最好;电弧进入活性剂区时无明显收缩,认为熔深增加是活性剂的引入导致导电通道电阻变化引起的电弧热输入增加的结果.     

活性剂对镁合金交流A-TIG焊的影响

分别以单质Te,Ti和Si,氧化物SiO2,TiO2和V2O5,卤化物MnCl2,CdCl2和ZnF2作为表面活性剂进行了镁合金交流A-TIG焊,研究了活性剂对焊缝成形和组织的影响规律.Te粉,ZnF2和CdCl2都能明显增加熔深,其中Te粉使熔深达到传统TIG焊的1.6倍,焊缝深宽比达到0.43.Ti粉对焊缝熔深熔宽几乎没有影响.V2O5,SiO2,TiO2,MnCl2和Si粉都使得焊缝熔深熔宽减小.在三种明显增加熔深的活性剂中,Te粉和ZnF2都使得焊缝组织晶粒细化,而CdCl2使得焊缝组织晶粒略有粗化.结果表明,活性剂增加镁合金ATIG焊熔深主要与活性剂粒子和电子复合导致电弧收缩有关.     

非铁金属的焊接

铝合金焊接快速成形层间间隔时间分析;焊接参数对铝合金激光-MIG电弧复合焊缝熔深的影响;异种铝合金搅拌摩擦焊接头的微观组织与力学性能;钛合金激光焊接头质量控制工艺的研究现状;ZnCl3和TiO2活性剂对镁台金TIG焊的影响     

非铁金属的焊接

铝合金焊接快速成形层间间隔时间分析;焊接参数对铝合金激光-MIG电弧复合焊缝熔深的影响;异种铝合金搅拌摩擦焊接头的微观组织与力学性能;钛合金激光焊接头质量控制工艺的研究现状;ZnCl3和TiO2活性剂对镁台金TIG焊的影响     

碳纳米管对TC4钛合金激光焊焊缝成形和组织的影响

选取羟基化多壁碳纳米管作为表面活性剂对TC4钛合金进行活性CO2激光焊接,焊后测量并计算了焊缝的熔深、熔宽及深宽比,观察分析了焊缝显微组织,测定了接头硬度和焊缝的物相组成。结果表明：TC4钛合金表面涂覆质量分数为4%的碳纳米管溶液,形成的涂覆层均匀致密;在给定焊接参数条件下,该涂覆层可使焊缝熔深增加约6%,熔宽降低约4%,深宽比增加约10%;涂覆碳纳米管可以增加激光吸收率,使得焊缝温度升高、冷却速率增大,因而涂覆碳纳米管的焊缝β晶粒较细,晶内的α′相较未涂覆碳纳米管的短小;碳纳米管对焊缝硬度和焊缝的物相组成无明显影响。     

YAG激光与脉冲MIG复合焊接

研究了YAG(掺钕钇铝石榴石 ,Nd 3:Y3Al5O1 2 )激光与脉冲MIG电弧复合焊接铝合金的新工艺 ,设计制造了复合焊接机头 ,探讨了各种规范参数对焊缝成形的影响规律及激光与电弧的复合作用。结果表明 ,在比较宽的参数范围内YAG激光 -脉冲MIG复合焊接铝合金焊缝成形美观 ,无气孔等缺陷 ,熔深与激光单独焊比增加 4倍 ,与脉冲MIG焊接比增加 1倍以上 ,焊速显著提高 ,是一种理想的焊接工艺。     

低碳钢A-TIG焊的活性剂研制

研究了表面活性剂对低碳钢TIG焊的影响。在分析各单一活性剂对焊缝熔深、表面成形影响规律的基础上，确定了活性剂的基本组成体系。利用正交试验法对多组元配方进行了研究，得出了各组元百分含量变化对焊缝熔深的影响规律，SiO2含量为40％时对焊缝熔深的影响最为显著，TiO2和Cr2O3在含量小于30％时对焊缝熔深的增加作用明显，卤化物含量较小时对焊缝熔深的增加作用明显。考虑焊缝的表面成形，得到由CaF2、SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的低碳钢A—TIC焊活性剂，可使焊缝熔深增加3倍，在正常焊接规范条件下，不开坡口可将12mm厚低碳钢钢板对接一次焊透，表面成形良好。     

铸钢补焊用活性剂研制

研究了表面活性剂时铸钢TIG焊的影响,在分析各单一活性剂对焊缝熔深、表面成形影响规律的基础上,利用正交试验法对多组元配方进行了研究,得出了各组元质量百分比的变化对焊缝熔深的影响规律,w(SiO2)=40%时对焊缝熔深的影响最为显著,w(TiO2)和w(Cr2O3)在小于30%时对焊缝熔深的增加作用明显,卤化物含量较小时对焊缝熔深的增加作用明显.考虑焊缝的表面成形,得到由卤化物、SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的铸钢A-TIG焊活性剂,可使焊接熔深增加3倍,在铸钢缺陷修复时,在缺陷表面涂敷活性剂,正常焊接规范条件下,可修复10mm以内的缺陷.     

活性剂对钛合金钨极氩弧焊的影响

对TC4钛合金进行直流正接TIG和A-TIG焊接试验,选用卤化物CaF2、NaCl和氧化物Cr2O3、SiO2、TiO2作为活性剂,研究单一组元活性剂对焊缝表面成形、焊缝熔深及接头组织的影响.结果表明:涂敷活性剂对焊接过程稳定性没有产生明显影响,焊缝表面平整光滑,成形良好.选择合适的活性剂,能够在一定程度上增加焊缝熔深.活性剂成分不同,熔深增加程度也不同,其中SiO2增加熔深作用较为明显,熔深增加约1.9倍.通过金相组织观察,发现TIG和A-TIG焊接头显微组织相似,其中焊缝组织为α+α′,热影响区组织为α+β+α′.     

表面活性剂对钛合金A-TIG焊熔深的影响

采用卤化物（CaF2，ZnF2，MnCl2）、氧化物（SiO2，TiO2，V2O5）和单质Te作为表面活性剂进行钛合金A—TIG焊，研究了表面活性剂对焊接熔深的影响规律。结果表明：3种卤化物都能增加焊接熔深，其中MnCl2使得焊接熔深达到传统TIG焊的2倍以上：3种氧化物对焊缝成形几乎没有影响；Te能明显增加焊接熔深，减小焊缝熔宽。认为电弧收缩是卤化物但不是Te增加钛合金A—TIG焊熔深的主要机理。     

活性剂对3003铝合金直流A-TIG焊的影响

对3003铝合金进行直流A-T1G焊接试验,选用卤化物NaC1、CaF2和氧化物SiO2、MnO2、TiO2作为活性剂,分别研究了单一组元和多组元表面活性剂对焊接熔深、焊缝成形以及接头组织的影响.结果表明:在进行铝合金直流TIG焊时,在焊缝表面涂敷一定成分活性剂能够增加焊缝熔深,改善焊缝质量,提高焊接生产率.总体来看,除NaC1增加熔深有限外,其余活性剂普遍增加熔深1倍以上.多组元配方活性剂增加熔深效果好于单组元活性剂,其中PS5活性剂熔深增加3倍以上,且焊缝成形良好,未见裂纹、气孔、夹渣等缺陷.分别对TIG焊和A-TIG焊接头组织进行观察,A-TIG焊较TIG焊的焊缝组织明显细小,而活性剂对焊接热影响区的平均晶粒度影响不大.     

不锈钢光纤连续活性激光焊的研究

光纤激光器与活性焊接技术相结合可大幅增加焊缝熔深,提高焊接效率。以TiO2、SiO2、Cr2O3、CaF2和NaF五种活性剂为基础,通过均匀配方设计,获得了15组不同成分的复合活性剂配方,针对SUS304不锈钢板进行光纤连续活性激光焊,研究了氟化物和氧化物对熔深和熔宽的影响,从而获得了最佳配方。试验结果表明:在复合活性剂作用下,焊缝的熔深均有明显的增加,当含氟化物较多时,熔深最大达到1.0 mm,深宽比最大可达1.5,与未涂敷活性剂相比,提高了73%。焊缝的显微组织为粗大的柱状晶,中心存在少量等轴晶,焊缝底部存在明显偏析。     

铝合金分区活性TIG焊接法研究

针对铝合金材料,提出了一种新型活性焊接方法--FZ-TIG焊(Flux Zoned TIG Welding).在传统TIG焊接前,在待焊焊道表面中心区域涂敷低熔沸点低电阻率活性剂,在两侧区域分别涂敷高熔沸点高电阻率活性剂,然后进行正常焊接,可以同时保证焊接熔深显著增加和焊缝表面成形良好.以自行研制的FZ108活性剂进行了FZ-TIG焊,并与传统TIG焊、采用FZ108作为活性剂的A-TIG焊、采用SiO2作为活性剂的FB-TIG焊进行了对比.发现在相同参数下,采用FZ-TIG焊进行焊接,焊缝熔深明显大于传统TIG焊、A-TIG焊和FB-TIG焊,达到TIG焊熔深的3倍以上,并且焊缝成形良好,焊缝组织细化,力学性能改善.     

铝合金FBTIG焊的试验研究

进行了SiO2、TiO2、CaF2以及自行研制的AF305多组元活性剂铝合金FBTIG焊接试验,研究了间隙和活性剂对FBTIG焊缝成形的影响。研究发现,只有当间隙远小于传统TIG焊和A—TIG焊的焊缝熔宽时,间隙才能对最终焊缝成形产生较大影响。AF305多组元活性剂比SiO2、TiO2、CaF2等单组元活性剂增加焊接熔深效果明显,当间隙为4mm时,焊缝深宽比D／W达到0．52。     

氟化物ATIG焊接Ti6Al4V的焊缝成形和组织

试验选用MF型氟盐(LiF,NaF,KF)、MF2型氟盐(MgF2,CaF2,BaF2)和KN型钾盐(KF,KCl,KBr)对Ti6Al4V进行ATIG焊接，焊后研究了焊缝的成形、熔深和组织.结果表明,除MgF2焊道成形稍有曲折外，其它活性剂ATIG焊接接头均成形良好、无缺陷；氟化物能起到阻止熔池金属氧化的作用；KF和MF2型氟盐可显著减小焊缝熔宽；同阳离子的氟化物相比其氯化物和溴化物可显著增加Ti6Al4V焊缝熔深；MF型氟盐中KF活性剂获得的焊缝熔深最大，MF2型氟盐中MgF2活性剂获得的焊缝熔深最大，且熔深MgF2>KF；TIG和ATIG的焊缝组织均为粗大的柱状晶，活性剂ATIG焊可细化焊缝晶粒尺寸，但不会对焊缝的相结构组成造成影响.     

焊接参数对铝合金激光——MIG电弧复合焊缝熔深的影响

以5A06(LF6)铝合金为研究对象,研究了铝合金激光-MIG电弧复合焊(HYBRID焊)时焊接参数的变化对焊缝熔深的影响规律,并将焊接参数的变化对激光-MIG电弧复合焊、MIG电弧焊、激光焊的焊缝熔深的影响进行了综合比较分析.结果表明,若以等效于激光焊熔深的MIG电弧功率为分界线,可以把MIG电弧的功率分成高、低能量两个区,当激光与低能量电弧区的电弧复合时,激光对焊缝的熔深起主导作用,HYBRID焊的熔深大于该区的MIG电弧焊;当激光与高能量电弧区的电弧复合时,电弧对焊缝的熔深起主导作用,HYBRID焊缝主要体现为MIG焊缝的特点,加入激光的优势主要体现在增加焊接速度方面,即高速焊时也可获得良好的焊缝成形.     

TIG焊活性剂对焊缝成形的影响

活性化焊接（A－TIG焊）在90年代末期受到国外的高度重视，同传统的TIG焊（钨极惰性气体保护电弧焊）相比，在相同的规范下活性化焊接能够大幅度地提高生产率、降低生产成本。中针对不锈钢和钛合金材料，研究了在A－TIG焊中单一成分的活性剂和涂敷量对焊缝成形的影响。试验结果表明，与无活性剂的焊缝相比，活性剂CaF2,SiO2,NaF,Cr2O3和TiO3都能够有效地增加不锈钢和钛合金焊缝的 熔深，随着涂敷量的增加，焊缝熔深也相应的增加，熔宽减小。但涂敷有CaF2活性剂的不锈钢焊缝成形不好，涂敷有Cr2O3的钛合金焊缝正面熔宽没有明显的变化。在不锈钢焊接中，活性剂SiO2的作用效果最好；而钛合金的焊接中CaF2的作用效果最好。电弧收缩和熔池表面张力的变化是活性剂增加熔深的主要原因。