TIG-拉弧复合热源铝合金螺柱焊接方法

针对中大直径铝合金螺柱焊接过程中出现气孔、未熔合、热裂纹等缺陷及焊接接头性能不良问题,以直径16 mm螺柱为研究对象进行了铝合金螺柱焊方法和工艺的探索性研究.提出了TIG-拉弧复合热源焊接技术,在焊前对铝螺柱采取预浸镀一层锌镍的处理方法,整个施焊过程处于惰性气体保护的状态下.力学性能检测得到接头抗剪强度能够达到128 MPa,其强度系数为70%以上.最佳焊接工艺参数为:预热150℃、焊接电流650 A、焊接时间1 000 ms.结果表明,铝板焊前TIG预处理、螺柱预浸镀锌镍等都能够有效的提高螺柱焊接接头力学性能,并且改善焊缝组织.     

复合热源螺柱焊方法

针对大厚度钢板和大直径螺柱,采用感应加热/螺柱电弧复合热源进行焊接试验,研究了焊接工艺方法及参数对接头性能的影响.结果表明,对于厚度30～80 mm高强中碳调质钢与16～27 mm的螺柱,在合适的工艺参数下,焊接过程稳定,可以得到外观成形饱满美观、无裂纹、连接强度高的焊接接头.接头显微观察结果表明,母材和螺柱加热、熔化均匀,焊接接头界面无未熔合、气孔等焊接缺陷.焊缝组织为板条马氏体和贝氏体,接头组织性能良好.接头EDAX分析结果表明,从中碳调质钢侧到螺柱侧存在Cr元素的过渡,接头质量得到有效改善.     

大直径硬质合金/钢复合螺柱的螺柱焊工艺研究

对直径22 mm硬质合金YG6C与16Mn钢复合螺柱在16Mn低合金高强钢板上的螺柱焊工艺进行了研究。通过接头焊脚外观成形检测、光学显微观察、硬度测量等方法,研究了焊接电流和焊接时间对接头焊脚成形和组织的影响。试验结果表明,焊接电流和焊接时间对接头焊脚成形及组织有显著影响;当焊接电流为1 995 A,焊接时间为0.9 s时,接头焊脚成形美观,且沿螺柱根部周向分布较为均匀、连续饱满,对复合螺柱的外部加强作用充分,焊缝截面中无气孔等缺陷。     

硬质合金(YG6C)/钢(16Mn)复合螺柱的螺柱焊横焊工艺研究

对准19 mm实心硬质合金(YG6C)/钢(16Mn)复合螺柱在16Mn低合金高强钢上的螺柱焊横焊工艺进行了研究。通过焊接接头外观成形检测、光学显微观察、硬度测量等方法研究了焊接电流和焊接时间对接头外观成形和组织性能的影响。结果表明,焊接电流和焊接时间对接头外观成形及组织性能有显著影响。当焊接电流为1850 A、焊接时间为0.9 s时,接头外观成形美观,复合螺柱焊脚沿螺柱周向分布较为均匀,焊脚包络连续饱满,对复合螺柱的外部加强作用充分,焊缝截面中无气孔等缺陷的生成。     

硬质合金(YG6C)/钢(16Mn)复合螺柱焊工艺研究

对φ19 mm实心硬质合金(YG6C)/钢(16Mn)复合螺柱与低合金高强钢(16Mn)的螺柱焊焊接工艺进行了研究。通过焊接接头外观成形检测、光学显微镜观察、硬度测量等,研究了焊接电流和焊接时间对接头外观成形及组织性能的影响。试验表明,焊接电流和焊接时间对接头外观成形及组织性能有着显著影响。当焊接电流为2038 A、焊接时间为0.80 s时,接头外观成形美观,复合螺柱焊脚沿螺柱根部外侧360°方向上分布均匀,焊脚包络连续、饱满,对复合螺柱的外部加强作用充分,焊缝截面中基本无气孔等缺陷的生成。接头处的显微组织主要是块状铁素体和珠光体,在过热区的平均晶粒尺寸为7~8级,过热区中有少量魏氏组织铁素体存在。     

Q420钢摆动式焊接接头温度场的数值模拟

为了研究摆动式焊接接头的温度场,以有限元软件ABAQUS为平台,采用复合热源模型模拟了低合金高强钢Q420摆动式焊接接头的温度场。同时采用试验测量了焊接接头典型位置的热循环曲线,并观察了接头焊缝的宏观截面形状。结果表明,计算得到的热循环曲线与实测结果吻合良好,复合热源模型不仅模拟出了焊缝成形系数大的熔池形状特征,还准确地模拟出焊缝的下坠区域,验证了复合热源模型模拟摆动式焊接接头温度场的准确性。     

柱焊工艺参数优化及性能分析

针对拉弧螺柱焊工艺参数中的焊接电流、焊接时间、螺柱提升高度、螺柱伸出长度四因素进行正交试验,通过抗剪性能优化工艺参数,对不同参数下焊接接头的组织、硬度及性能进行了分析。结果表明,最佳工艺参数为:焊接电流1100 A、焊接时间180 ms、提升高度2 mm、伸出长度3 mm;最优参数下的焊缝组织晶粒细小,无软化,焊接接头具备较高抗剪强度。     

低合金高强钢激光-MAG复合热源焊接工艺研究

采用常规MAG焊进行低合金高强钢焊接时容易发生焊接冷裂纹,研究针对HQ785T1低合金高强钢采用激光- MAG复合热源焊接技术进行焊接工艺研究.结果表明,采用激光- MAG复合热源焊接技术可以实现HQ785T1高强钢板室温无预热高效优质焊接,焊接接头力学性能良好,焊缝成形美观,焊接效率显著提高.     

激光焊接环焊缝收弧质量控制研究

收弧坑是激光焊接固有的缺陷,为了减小收弧坑对薄壁环焊缝接头成形及力学性能的影响,对2 mm厚30CrMnSi高强钢筒体进行了激光焊对接试验,研究激光焊接收弧坑形成的原因,分析工艺参数对收弧坑成形的影响,对收弧段焊缝的接头进行了微观组织和力学性能测试。试验结果表明,收弧时间和焊接速度对收弧坑深度影响较大,当收弧时间为2 s,焊接速度从1.2 m/min匀速增加至2.4 m/min可以获得较好的收弧段焊缝成形,收弧坑深度为0.08 mm,拉伸试验表明收弧坑对焊接接头抗拉强度无明显影响,焊缝质量和力学性能满足QJ 20659-2016中一级焊缝要求。     

5A06铝合金薄板VPPA焊接工艺研究

通过对2.8 mm厚的5A06铝合金变极性等离子焊接穿孔工艺研究,获得了薄板铝合金VPPA优化的焊接工艺参数.焊缝外观成形良好,X射线无损检测表明,VPPA接头无气孔等缺陷.金相试验表明,焊缝区显微组织晶粒纤细,组织均匀.变极性等离子弧焊接头常温抗拉强度在370～ 375 MPa之间,断后伸长率平均值为9.7％,其接头强度系数接近达到98.7％,接头未出现软化,为等强匹配焊接接头.     

铝合金激光焊接技术研究进展

综述铝合金激光焊接技术特点及研究现状,开展3 mm厚LF6铝合金激光-MIG电弧复合焊接工艺研究。文献综述表明,铝合金激光自熔焊接表面成形不好,且易于产生气孔缺陷,激光填丝焊、激光-电弧复合焊以及双光束激光焊等能够有效地解决上述铝合金激光焊接问题。试验研究表明,激光-MIG电弧复合焊接LF6铝合金可获得良好的焊缝成形,内部质量达到QJ1666A-2011Ⅰ级焊缝质量要求,接头强度达到母材的90%以上,具备较为优异的力学性能。     

镁合金AZ31B的激光-TIG复合热源缝焊工艺

以AZ31B变形镁合金为主要对象,研究了其激光-TIG复合热源缝焊工艺特点,探讨了缝焊表面成形、缝焊熔深的影响因素以及缝焊缝的抗剪强度变化规律。结果表明,激光-TIG复合缝焊的焊缝为明显的“图钉型”形貌,上部分为TIG电弧焊接成形,下部分为典型的激光焊接成形。镁合金复合热源缝焊具有焊接速度高、焊缝成形美观、焊接参数范围较宽等特点,接头抗剪强度较高,是一种优良的焊接方式。     

7A52铝合金-钢异种结构CMT熔钎焊接头组织及镀镍层的行为与影响

以ER4043铝硅焊丝为填充金属,研究了Q235钢螺柱与7A52铝合金板CMT焊接工艺,在焊接电流115~135 A,电弧电压14.5~16.5 V,焊接速度0.3 m/min条件下,焊接过程稳定,焊缝成形连续美观.结果表明,7A52铝合金侧熔合区界面为熔焊特征,铝母材发生熔合,熔合良好;钢螺柱侧熔合区为钎焊特征,界面存在反应层,由靠近钢螺柱的Fe₂Al₅层和靠近焊缝侧的FeAl₃层组成,整体反应层厚度由根趾向焊趾方向逐渐减小.焊趾部位出现富镍区,主要由Al₃Ni的共晶组织及少量Al₃Ni₂组成.与无镀镍层焊缝比较表明,镀镍层在焊接过程的行为降低了界面反应层厚度,且通过形成富镍区,降低了接头的脆性,使接头抗剪切强度提高了15%~19%,最高达到146.9 MPa,满足了高强铝合金螺柱焊接的质量要求.     

LF6铝合金薄板搅拌摩擦焊工艺研究

试验研究了LF6铝合金薄板搅拌摩擦焊工艺，优化了工艺参数，分析了焊缝表面成形及焊接接头组织，力学性能，结果表明：LF6铝合金具有良好的搅拌摩擦焊性能，焊缝区发生动态再结晶，焊缝晶粒被细化，优化工艺参数可使焊接接头强度达到或高于母材。     

空心螺柱旋弧焊接方法

基于纵向发散型磁场迫使电弧沿螺柱壁旋转的思路,提出了空心螺柱旋弧焊接新工艺。针对外径12mm、壁厚3mm的空心螺柱,实现了螺柱焊电弧绕螺柱四周壁的均匀旋转。焊接工艺试验表明,旋弧螺柱焊工艺参数明显大于同外径实心螺柱,焊接工艺有较大的规范窗口,但相对实心螺柱窗口变窄,最佳旋弧电流参数范围为1～2A,焊接时间为600～700ms,焊接电流为800～900A。接头性能检测表明,旋弧螺柱焊获得了饱满美观的螺柱焊成形,宏观组织检测未发现未熔合、夹渣、气孔等焊接缺陷,界面焊合率达到了100%,接头强度可保持在330～390MPa。     

高速列车6N01铝合金型材激光-MIG复合焊研究

针对高速列车的单层地板和侧墙部件,分别采用MIG焊和激光-单丝MIG复合焊进行6N01铝合金型材试验研究,优化了复合热源焊接的坡口尺寸,对比分析了两种焊接方法的焊缝成形、焊接效率、接头力学性能及微观组织。试验结果表明,复合焊在焊接速度为3 m/min时仍可获得良好的焊缝成形,与MIG焊相比,复合焊接效率可提高3倍以上,抗拉强度提高9%左右。     

CO_2激光与TIG复合焊接铝合金

以铝合金2A12为主要研究对象,研究CO2激光与TIG复合热源焊接铝合金的工艺特点,设计制造了双焦点激光-电弧复合焊接头,讨论了影响复合焊接的各工艺参数。结果表明:影响复合焊接过程的主要工艺参数有激光功率、焊接速度、焊接电流、激光焦点位置以及两热源之间的距离等,并且在比较宽的参数范围内CO2激光与TIG复合焊接铝合金焊缝成形美观、无气孔等缺陷,焊速显著提高,是一种理想的焊接工艺。     

高速列车6N01铝合金型材激光-MIG复合填丝焊接技术

针对高速列车侧墙6N01铝合金型材,主要从焊缝成形、焊缝气孔率、接头强度、焊接变形、焊接效率、金相组织等方面研究了激光-MIG复合填丝焊方法的焊接特性,并与激光-MIG复合焊进行了综合对比。试验结果表明,相同试验条件下,两种焊接接头的表面成形相当,焊缝气孔率均在0. 6%以下,接头强度均达到母材的75%以上,焊接变形均在1 mm以内,与激光-MIG复合焊相比,激光-MIG复合填丝焊在不增加热输入的条件下焊接效率提高了23%。     

控冷工艺对6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊接头成形的影响

采用内含冷却介质通路的铜压板作为激冷源,放置在焊缝上表面两侧,进行3 mm厚6005A-T6铝合金搅拌摩擦焊工艺研究。试验结果表明,焊接工艺显著影响接头成形。在合适工艺参数下,采用控冷工艺可显著改善接头成形。与常规工艺接头相比,控冷接头焊缝表面飞边明显减小且弧纹清晰;焊核区相对较小且沿板厚方向轴肩作用区明显变窄。当热输入过小时,焊接接头存在空洞缺陷。接头成形差异与材料流动行为密切相关。     

奥氏体不锈钢薄板对接等离子弧-MAG复合焊工艺

针对板厚2 mm的SUS301L-HT不锈钢薄板对接,采用等离子弧-MAG复合焊工艺进行焊接,分析焊接速度、MAG焊电流等工艺参数对焊缝成形的影响,得出了合理的等离子弧-MAG复合焊工艺参数,并分析接头拉伸、弯曲和晶间腐蚀性能。试验结果表明：等离子弧-MAG复合焊对接接头具有良好的塑性,其平均抗拉强度约为母材的95%,平均屈服强度约为母材的97%,基本与母材的相当;对接接头拉伸试样均断裂在对接焊缝中靠近熔合线位置;对接接头的晶间腐蚀敏感性较低,耐晶间腐蚀性能良好。