YG20/45钢激光熔钎焊焊缝界面显微组织与元素扩散研究

针对YG20/45钢异种金属焊接时,存在焊缝接头脆性高及焊缝连接性能差等缺点,课题组提出以Cu/Invar/Ni复合层为中间层进行激光熔钎焊焊接,研究焊缝区域微观组织、化学成分及元素扩散规律。试验结果表明：母材硬质合金中的WC晶粒棱角在焊接试验中会溶解,部分晶粒聚集但不长大,从而降低了焊接接头的脆性;在焊缝过渡区Invar合金和硬质合金中的元素发生扩散反应,其中Invar合金中的Fe和Ni元素补充硬质合金流失的Co元素,形成粘结相,提高了焊接母材的连接性;硬质合金和45钢之间加Cu/Invar/Ni复合层,激光钎焊接头宏观形貌都较好,在母材厚为4 mm时,试验采用激光功率为1 700 W,激光扫描速度为0.1 m/s,离焦量-3 mm时可以获得冶金性良好的焊接接头。     

单、双轴肩搅拌摩擦焊焊接接头性能对比与研究

分别采用单、双轴肩搅拌摩擦焊工艺对6mm厚7A05铝合金板材进行焊接实验,对比分析两种焊缝接头的金相组织、力学性能及显微硬度。实验结果表明,双轴肩搅拌摩擦焊能有效消除焊缝根部薄弱及未焊透等焊接缺陷,但双轴肩焊缝产生了非常明显的脆性倾向。双轴肩焊缝接头的抗拉强度可以达到母材的78%,达到单轴肩接头强度的84%。两种焊缝接头区域的显微硬度都低于母材,说明焊缝都发生了软化现象。     

1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板Nd:YAG脉冲激光焊焊接参数研究

针对1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板缝的脉冲激光焊接进行了研究。研究结果表明,焊缝熔深与激光功率呈线性关系;0离焦时适合1Cr18Ni9Ti不锈钢薄板的激光焊接参数范围为:脉宽2-10ms,功率0.5-2kW,在此参数范围内焊缝无飞溅。当功率大于2kW时,可通过调节负离焦量控制焊缝飞溅。     

搅拌头转速对铝合金搅拌摩擦焊焊缝金属流动行为影响的研究

2024铝合金为典型的Al-Cu系高强铝合金,因其良好的力学性能及耐腐蚀性能,被广泛应用于汽车及航空航天领域,在实际工程应用中,对其焊接性能就提出了更高的要求。目前,对2024铝合金的焊接大多采用搅拌摩擦焊,而工艺参数的选择直接决定焊缝成型质量,进而影响其使用性能。因此,对于其焊接工艺参数的研究极为重要。文章围绕2024铝合金搅拌摩擦焊工艺,通过数值模拟的方法研究搅拌头转速对焊缝金属流动的影响机理,优化焊接工艺参数达到提高焊接质量的目的。     

高速列车铝合金车体薄板焊接研究现状

铝合金薄板焊接是铝合金焊接的技术难题之一,本文对高速列车铝合金车体薄板焊接技术的研究现状进行阐述,并对高速列车铝合金车体薄板焊接的研究方向进行展望。     

基于CMT技术的镀锌钢-铝合金板焊接变形研究

为了研究镀锌钢和铝合金边塞焊变形问题,应用冷金属过渡(CMT)技术,采用五因素(送丝速度、焊接时间、铝板厚度、开孔直径和弧长修正)三水平(低、中、高)的正交试验方法。通过对焊接件变形量分析,得到最佳焊接工艺参数组合,并通过拉伸试验和金相试验考察了最佳工艺参数下的焊接件的连接强度和焊接质量。研究结果表明:送丝速度、铝板厚度、开孔直径对焊接变形的影响最大;最佳焊接工艺参数组合为送丝速度5 m/min,开孔直径6 mm,铝板厚度1.5mm,弧长修正5%,焊接速度1.6 m/min。经方差分析所得到的最佳焊接参数组合,不仅使焊接薄板变形量较小,而且能够达到所需的连接强度。     

核酸检测试剂盒塑料激光焊接结构及工艺研究

为解决核酸检测试剂盒激光焊接漏液问题,该研究通过激光焊接轨迹、焊接次序、焊接功率、焊接速度及工件定位方式调整及上层核酸检测试剂盒盖焊接槽结构、下层核酸检测试剂盒焊接筋结构的设计和改进,采取梯形焊接筋配合焊接槽结构组合,使用单圈多轨迹激光路径、调整不同内外圈焊接次序、焊接功率和焊接速度控制焊接温度,增大激光覆盖面积,克服装配系统性误差,在不改变激光器对焦焦距的前提下降低激光器使用功率增加激光器寿命。通过试验得出,当色母添加比例为1%,激光焊接功率为50 W,激光焊接速度为1 000 mm/s,焊接圈数为3,激光光斑直径为0.8 mm时,漏液比例达到最低的0,焊缝剪切强度最高,为37 MPa,且焊缝清洁无烟尘,焊缝内部无气孔的存在,此时焊缝剪切强度最高,焊接漏液率小于万分之一。     

毛竹钻孔中切削力的分析研究

目前,毛竹在家居与装饰工程以及竹制工艺品上的应用越来越多,高速高效地加工各类毛竹,在建材加工与工艺装饰领域有着广泛的应用前景。钻削加工是毛竹加工中最重要的切削加工方式之一,钻削加工过程中的切削力对毛竹产品的性能和外观影响巨大。影响毛竹钻削力的主要因素有刀具的材质、钻头几何形状和钻削工艺参数。传统毛竹钻削工艺参数中,主轴转速一般低于5000r/min。本文就其从低速到高速的钻削工艺过程进行理论与实验分析,得出结论为刀具直径对轴向钻削力影响最为显著,其次为进给速度,钻削主轴转速对轴向钻削力的影响最小。高速钻削毛竹的最佳工艺参数为刀具直径4mm、主轴转速12000r/min、进给速度1500mm/min;特定加工情况下钻削毛竹的最佳工艺参数为刀具直径8mm、主轴转速10000r/min、进给速度1000mm/min。     

超薄N6镍板焊接焊缝成形质量研究

当镍及镍基合金板材厚度小于1 mm时,在焊接过程中容易出现烧穿、气孔和裂纹等缺陷,严重影响了焊接成形质量。针对超薄镍及镍基合金的特殊性以及在焊接过程中易出现的问题,采用脉冲微束等离子弧方法焊接0.1 mm厚薄镍板。文中分析了在一定占空比下,不同脉冲频率和不同基脉比对超薄N6镍板的焊缝成形质量的影响,得到合适的焊接工艺参数。研究结果表明当基脉比为0.4,脉冲频率为500 Hz时,超薄N6板焊缝成形质量最好。通过该研究成功实现了0.1 mm厚超薄N6的脉冲微束等离子弧焊接。     

不锈钢薄板焊接变形影响因素与控制方法

针对目前不锈钢薄板在焊接时,存在的焊接结构件变形、焊接质量差、使用性能低等缺点,为进一步改善薄板焊接加工工艺,对焊接变形影响因素进行分析,重点从输入热源、焊缝尺寸、初始粗糙度、板厚和焊接装配等因素出发阐述了对焊接变形的影响。提出在焊接时需要通过进一步畸化焊接温度场、增强焊接结构件刚度、设计施加辅助热源或冷源、夹具约束或者旋转挤压等组合装置来达到控制薄板的挠曲变形的目的。最后提出有限元仿真技术在焊接中的应用将会更加科学地分析和预测焊接变形。     

航空用铝合金搅拌摩擦焊的研究现状与趋势

在航空制造领域,铝合金的应用可以减轻结构重量、降低能耗、提高装备性价比等。随着搅拌摩擦焊焊接技术的不断发展,对于以前认为不可焊接的航空用高强铝合金都能焊接,且能形成高质量的焊缝,文章主要介绍了航空铝合金的应用,综述了航空用铝合金搅拌摩擦焊的研究现状及趋势。     

基于AdvantEdge 3D的7075铝合金加工铣削速度对铣削力的影响的仿真研究

通过运用Advant Edge 3D仿真软件对7075铝合金进行铣削仿真,研究铣削时主轴转速对铣削力的影响。仿真结果显示铣削时主轴转速对铣削力大小的影响较小,但是对铣削力波动的幅度有较大的影响。     

林业机器人的7A52铝合金框架焊缝研究

通过实验与有限元模拟结合的方法对激光焊接林业机器人的7A52高强度铝合金框架的焊缝温度场分布和物态变化进行了研究。为提高数值模拟计算的效率和焊缝形貌的精确度,采用非均匀贝尔曲线函数划分有限元网格模型,在分析了焊接时不同状态材料对激光的吸收和衍射,提出建立"GAUSS+半椭球"热源模型。将建立的网格模型和热源模型导入的有限元软件数值模拟激光焊接接林业机器人的7A52高强度铝合金框架焊缝温度场分布、温度变化率、物态转变等,并结合不同温度下材料的导热性能、比热容函数、焓变规律等分析数值仿真结果,得出激光能量输入、焊缝温度场变化及材料物态转变之间的作用机理。     

改进等离子弧焊+氩弧焊组合焊工艺在油脂设备中的应用

奥氏体不锈钢在油脂设备中应用广泛,为高效、低成本地获得稳定、高质量的奥氏体不锈钢焊缝,在等离子弧焊+氩弧焊(PAW+TIG)组合焊基础上,提出PAW填丝打底焊+TIG脉冲盖面焊的改进PAW+TIG组合焊工艺,以5 mm厚的S30408不锈钢为例进行焊接试验,通过无损检测、拉伸试验、弯曲试验对焊缝进行检测,并梳理了改进PAW+TIG组合焊工艺实施要素。结果表明,改进PAW+TIG组合焊焊缝的外观良好,未出现焊接变形,各项性能满足工艺要求,焊接速度提升明显。采用该工艺对不锈钢进行焊接能延长油脂设备使用寿命,有效降低工程项目的消耗指标。     

机械振动对激光填丝焊接接头组织和疲劳性能影响

针对激光填丝焊接过程中存在气孔、飞溅、夹渣和疲劳性能差等缺点,课题组提出了基于机械振动技术的激光填丝焊接方法。课题组采用机械振动与激光填丝焊接相耦合的方法研究了机械振动对焊缝形貌、组织、力学性能和断裂机理的影响。结果表明:机械振动可以改善316不锈钢焊接接头,减少焊缝中的柱状晶,增加树枝晶和等轴晶,提高了焊缝硬度; 3种振动频率下焊接接头的残余应力均较高,与振动频率0和524 Hz相比,1 055 Hz振动频率的焊缝残余应力更低;疲劳断口均呈解理断裂,但是与524 Hz振动频率相比,1 055 Hz振动频率具有更低的裂纹扩展率,更好的疲劳性能。     

论“超声波无损检测”技术在不等厚对接焊缝上的应用

文章针对不等厚焊缝缺陷提出了一种超专用检测技术,利用正交超声探头组对焊缝进行扫描检测,可较好地解决钢质药筒不等厚薄板焊缝缺陷的在线自动无损检测。     

铝合金-钢搅拌摩擦焊温度场数值研究

针对以往搅拌摩擦焊数值模拟中采用的热源模型较为简单,不能很好反映出实际焊接过程中温度场的分布,而做试验又需要巨大投入的情况,课题组基于热弹塑性法和改良的热源模型,利用ABAQUS软件及其DFLUX子程序接口建立了304不锈钢和5052铝合金搅拌摩擦焊的数值模型,对铝合金-钢异种材料的搅拌摩擦焊过程进行了数值模拟,分析了焊接过程的温度场,同时对偏置量、转速和焊速3个焊接参数进行优化,发现在转速取500 r·min-1,焊速取80 mm/min,偏置量取2 mm的情况下,得到的焊接过程瞬态及稳态温度场均处于理想状态。模拟准确地预测了实际焊接过程中的温度变化,且对实际焊接过程中焊接参数的选择具有一定参考意义,减少了为得到合适参数而进行的大量试验的成本。模拟结果能指导和预测实际焊接过程。     

不锈钢薄板自动TiG焊工艺试验及生产应用

本文介绍了大型隔热门面板的结构特点，及0．8mm厚0Cr18Ni9不锈钢薄板自动TiG焊接工艺，解决了大型隔热门面板的拼接问题。     

超薄镍基合金P-MPAW焊缝成形特征及微观组织演变

为了获得成形良好的超薄镍基合金焊接接头及其细化的微观组织,课题组基于恒定的平均电流,设计不同脉冲电流参数,采用脉冲微束等离子弧焊(P-MPAW)对100μm厚的镍基高温合金板材进行焊接实验。然后借助超景深显微镜对焊缝的宏观形貌及微观组织进行观察,分析脉冲参数下焊缝成形特征,并采用直线截点法计算焊缝中心的平均晶粒尺寸。结果表明:不同脉冲参数匹配下形成5种焊缝形貌,随着基值电流和脉冲频率的增加,焊缝熔池趋于连续均匀变化趋势。当基值电流为0.8 A、占空比为30%以及脉冲频率为100 Hz时,焊缝中心的平均晶粒尺寸最小。因此,脉冲微束等离子弧焊下,较小的占空比和基值电流以及较大频率的脉冲参数匹配,可获得成形良好且晶粒细化的焊缝。     

2A14铝合金双轴肩搅拌摩擦焊工艺研究

为了获得性能良好的焊接接头,对厚为5 mm的2A14-T6铝合金进行双轴肩搅拌摩擦焊(bobbin tool friction stir welding,BT-FSW)工艺研究。采用一种特殊设计的搅拌头,通过正交试验方法,对2A14铝合金进行BT-FSW焊接试验;利用光学显微镜和电子万能试验机分析不同焊接参数下焊缝的组织形态和力学性能,得出优化后的工艺试验窗口。研究表明:BT-FSW焊缝组织特征与常规FSW明显不同,呈"哑铃型",随着焊速的增加,抗拉强度与延伸率先增加后降低,最大的抗拉强度在焊速为250 mm/min时获得,其抗拉强度约为239 MPa,达到了母材强度的54%,延伸率仅为3.2%,接头断在有细微裂纹的地方。这项研究表明此工艺试验方案是切实可行的。