双丝单弧气保焊熔滴过渡及焊缝成形

双丝单弧气保焊是一种新型熔化极焊接方法,系统由单电源、单送丝机构和单焊枪组成,双丝共用一个具有两孔的导电嘴,单电源通过导电嘴同时向双丝输出电流形成单个电弧,双丝末端熔滴相互吸引形成共熔滴并稳定过渡到熔池。采用高速摄像、信息同步采集及焊接电源等装备,开发双丝单弧气保焊熔滴过渡试验系统,研究了不同焊接电流参数对熔滴大小、过渡行为及焊缝形貌的影响,并阐明了双丝单弧气保焊熔滴过渡机理。结果表明：随着焊接电流的增大,熔滴过渡形式依次为多脉一滴、一脉一滴、射流过渡和潜弧射流过渡四种模式,过渡频率逐渐增大,熔滴体积逐渐减小。焊缝形貌研究表明,随着焊接电流增大,焊缝熔深逐渐增大,熔宽先增大后减小,当焊接电流为570 A时,焊缝截面成形质量最佳,此时熔敷速度为15.8 kg/h。     

GMAW-P脉冲参数对焊接过程及焊缝尺寸的影响

采用三因素三水平正交试验方法,结合高速摄影、焊接电参数采集、金相检测等手段,分析了脉冲电流、脉冲时间、脉冲频率等参数对焊缝成形及焊接过程稳定性的影响规律.结果表明,在所选的3个脉冲参数中,脉冲频率对熔深和焊接过程稳定性的影响较大,脉冲电流对熔宽的影响更大.     

工艺参数对MIG焊铝铜合金焊缝组织的影响

研究了电磁搅拌工艺参数对2219铝铜合金脉冲MIG焊焊缝形状和组织的影响．结果表明,随着磁感应强度增加,焊缝枝晶数量减少,等轴晶数量增加,焊缝由指状熔深变为成形良好的椭圆形熔深．当磁感应强度和频率匹配合适时,焊缝成形良好,焊缝组织几乎为细小的等轴晶．但随着磁感应强度继续增加,焊缝成形变差,焊缝等轴晶数量减少,枝晶数量增多．电磁搅拌频率对焊缝成形影响不大,频率较低和较高时都会降低焊缝组织的细化效果．     

PHS1800热成形钢自动化TIG焊接成形特性及工艺优化

目的 研究不同焊接参数下PHS1800热成形钢自动化TIG焊接的成形特性及其工艺优化。方法 利用自动化TIG焊接技术对厚度为1.4 mm的PHS热成形钢板进行焊接,采用金相显微镜、扫描电子显微镜和万能实验机,对焊接接头的熔深、熔宽以及拉伸性能进行测试。结果 随着焊接速度的增大,焊缝熔深从板厚深度(1.4 mm)减小至0.99 mm,焊缝熔宽从8.69 mm减小至5.70 mm;随着焊接电流的增大,熔深从0.85 mm增大至板厚深度(1.4 mm),熔宽从4.52 mm增大至9.83 mm;随着脉冲频率的增大,熔深从0.98 mm增大至1.35 mm,但熔宽变化相差不明显。基于L25(5³)正交实验,确定焊接接头最大拉伸载荷为23.34 kN,其断口为脆性断裂。结论 焊接电流对成形特性影响最大,焊接速度对拉伸性能影响最显著。为了得到成形效果良好的焊接接头,热输入量不宜过高,因此需适当增大焊接速度或降低焊接电流。制备出的焊接接头成形与力学性能均良好,且优化后的工艺参数如下:焊接速度为6 mm/s,焊接电流为116 A,脉冲频率为26 Hz,可为汽车企业实际生产提供一定的理论依据。     

双丝焊技术的发展现状与应用

双丝焊接技术具有熔敷效率高、焊接速度快、能量消耗低、焊缝质量好等优点，在工程领域的应用越来越广。本文首先介绍了双丝焊的分类，详细分析了串列双丝焊、并列双丝焊、串联双丝焊三种主要双丝焊的特点和区别，然后简单介绍了双丝焊的发展历程，分析了我国双丝焊技术的不足和差距。最后，阐述了双丝焊技术在造船、高速列车和管道工程领域的应用，趴及双丝焊技术的发展前景。     

光束摆动对T2紫铜激光搭接焊缝成形及力学性能的影响

目的 采用激光光束摆动方式改善T2紫铜激光焊接的焊缝质量,提高T2紫铜搭接焊接头的力学性能。方法 对比不同摆动模式下T2紫铜搭接焊接头的焊缝成形,测试圆形摆动模式下摆动频率和摆动幅度对接头横截面形状的影响。采用显微镜观察分析焊缝金相组织,并研究摆动工艺参数对显微硬度、抗剪力的影响规律,最终得到最佳的工艺参数组合。结果 相对于常规激光焊接和横向、无穷摆动模式,圆形摆动模式下T2紫铜焊缝成形最好。圆形摆动模式下,摆动频率从100 Hz增大到600 Hz时,熔深相应减小,熔宽变化不大;摆动幅度从0 mm增大到2 mm时,熔深相应减小,熔宽增大。接头断裂形式一般为焊缝边缘断裂,且接头光束摆动重熔区域等轴晶有所增加。当摆动频率由100 Hz增大到500 Hz时,结合面熔宽变化不大,显微硬度相应增大,接头得到强化,抗剪力由2.07 kN增大至2.32 kN;当摆动幅度从0 mm增大到1.2 mm时,显微硬度有所降低,结合面熔宽由0.332 mm增大到1.347 mm,抗剪力随之由1.35 kN增大至2.36 kN。结论 圆形光束摆动模式下,当A=1 mm,f≥300 Hz或f=300 Hz,1 m...     

汽车门框上条角焊焊接质量研究及工艺参数优化

目的对汽车门框上条角焊进行质量研究,得到最优的工艺参数。方法通过对门框上条角焊过程工艺参数进行分析,设计了三因素四水平的16组正交试验方案;提出了焊缝尺寸数据获取的方法,获得焊接试验余高和熔深数据。利用Matlab建立了焊缝余高和熔深的BP神经网络预测模型,结合响应面优化算法实现工艺参数的优化。结果得到了焊接最优工艺参数,焊接效果满足汽车门框上条的要求。结论通过质量研究及工艺参数优化,得到了焊接工艺参数对焊接质量的影响规律及最优工艺参数,为汽车门框上条角焊质量提高和工艺优化提供了理论基础。     

气孔对不同MIG焊铝镁合金焊缝凝固裂纹敏感性的影响

为研究铝镁合金焊缝内部气孔对不同MIG焊焊缝凝固裂纹敏感性的影响,使用鱼骨型试板测试了8种焊接工艺下的焊缝凝固裂纹长度,并分别对焊缝区的微观气孔进行观察.结果表明:双脉冲MIG焊焊缝凝固裂纹敏感性普遍大于单脉冲MIG焊的,但其焊缝气孔数量却比单脉冲MIG焊的少;双脉冲MIG焊焊缝凝固裂纹敏感性增大的原因是双脉冲电流的振...     

基于 CMT 电弧增材的焊缝成形尺寸规律研究

目的研究焊接参数对焊缝成形尺寸的影响规律。方法基于冷金属过渡技术,采用正交试验方法得到在不同参数组合下焊缝熔宽、余高和第2层增高,通过多元线性回归拟合,建立了焊缝熔宽、余高和第2层增高与焊接参数之间的回归模型。结果影响焊缝熔宽和余高的主要焊接参数是焊接速度,影响焊缝第2层增高的主要焊接参数是送丝速度,而层间温度的变化对熔宽会有显著影响,但是对余高和第2层增高的影响不大,而且焊缝第2层的增高与余高在数值上存在较大的差异,对比预测值和试验值验证了回归模型的准确性。结论通过改变焊接速度可以引起熔宽和余高的显著变化,层间温度对余高和第2层增高不会造成很大影响。     

2 000 MPa级热成形钢双光斑激光焊接接头成形研究

目的 探究焊接参数对PHS2000型热成形钢焊接接头宏观形貌的影响,利用双光斑激光焊接工艺减少焊接缺陷,得到形貌良好的焊接接头。方法 使用德国通快公司的Tru Disk 5000型双光斑激光器对2 000 MPa级热成形钢进行激光焊接。使用金相显微镜对不同参数下焊接接头正面和背面的宏观形貌及焊缝横截面的熔深和熔宽进行研究。结果 随着激光功率从3 500 W增大到4 400 W,焊接接头成形良好,熔深大体呈增大趋势,深宽比先下降后上升再下降;随着焊接速度从50 mm/min增大到250 mm/min,熔深、熔宽基本降低,深宽比总体呈下降趋势;随着芯环比的提高,焊缝背面成形变差,熔深在芯环比为55%～65%时较理想,深宽比总体呈W形上升;当离焦量为0mm时,焊缝背部出现了较为严重的烧损变色,并且在焊缝两侧产生了飞溅。而随着离焦量降低到-4 mm,烧损变色情况得到改善。结论 激光功率和芯环比对焊接接头成形的影响较为显著。得到了成形良好的焊接接头,且在激光功率为4 700 W、焊接速度为150 mm/min、芯环比为65%、离焦量为-2 mm的焊接参数下,1.4 mm厚2 000 MPa级热成...     

工艺参数对机器人电弧增材制造成形的影响研究

目的 提高电弧增材制造质量,获得更好的参数匹配。方法 研究机器人焊接速度和层间冷却时间变化对增材件形貌、熔宽、余高的影响规律。选取焊接速度为30 cm/min和40 cm/min,层间冷却时间为30 s和40 s,进行两变量两个水平的全面实验。利用机器人电弧增材制造技术在5 mm厚的316L不锈钢板上进行20层的堆积;在焊道上均匀选取6个点,测得总高、熔宽和余高数据。在此基础上,分析增材件总体形貌及熔宽、余高的变化规律。结果 发现当层间冷却时间达到一定值后,熔池已凝固且温度较低,熔宽、余高变化不大。随着焊接速度提升,熔池单位时间内熔化的金属量锐减,引起增材件熔宽、余高缩小。结论 改变焊接速度对增材件形貌的影响更为明显,层间冷却时间达到一定值后,层间温度不再发生变化,形貌变化不大。     

等离子+缆式焊丝脉冲GMAW复合焊熔池流体行为研究

目的 研究等离子+缆式焊丝脉冲GMAW复合焊过程的熔池流体行为.方法 综合考虑传热学以及流体动力学,建立Fluent数值分析模型.使用双椭球–锥体热源模型代表等离子弧焊传热模型,用双椭球热源表征GMAW电弧传热并考虑熔滴传热,同时考虑熔池受到的电磁力、浮力、表面张力、等离子流力等作用力.基于Fluent软件,对复合焊过...     

激光功率对钛合金双侧同步焊接温度场的影响

为研究激光功率对TC4钛合金T型结构双激光束双侧同步焊接温度场的影响,针对TC4钛合金T型结构的双激光束双侧同步焊接过程,建立了相应的有限元模型,利用有限元分析软件进行了焊接过程温度场的计算,研究了激光功率对熔池形状的影响规律,并对不同激光功率下的温度场进行了分析.结果表明:随着激光功率的增加,熔池的熔深、熔宽均有所增...     

单束与双束串行激光填丝焊特性对比

以铝合金为研究对象,研究了双束串行激光填丝焊不同能量比对焊缝成形及焊缝气孔率的影响,并与单束激光填丝焊工艺进行对比。进一步借助高速摄像机对双束串行激光填丝焊能量比R为20/80以及单束激光填丝焊的熔池、匙孔以及等离子体的变化进行对比分析,获得了双束串行激光填丝焊能量比R为20/80时焊缝气孔率降低的原因。结果表明,对于双束串行激光填丝焊,当能量比R为20/80时焊缝气孔率较低。与单束激光填丝焊相比,双束激光填丝焊能量比R为20/80的焊缝气孔率降低了38%,而且焊接过程中焊丝熔化后沿熔池边缘流入,可大幅降低对匙孔的冲击作用,匙孔始终处于张开状态,焊接过程中等离子体的形态波动相对较小,表明焊接过程的稳定性较好。     

V型坡口多层多道焊焊道几何参数预测

中厚板V型坡口多层多道焊焊接过程中,每一条焊道的几何参数都会影响最终焊缝成形质量。为了评估V型坡口多层多道焊缝成形质量,提出了基于麻雀搜索算法(SSA)优化的BP神经网络模型预测焊道几何参数。文中通过实验分析各焊接工艺参数对焊道成形几何尺寸的影响,确定了以焊接电流、焊接速度、熔池宽度作为模型的输入,将能表征焊道质量的焊道高度和焊道计算高度作为模型的输出。对优化前后BP神经网络预测模型的性能进行对比,结果表明,优化后模型预测结果的相对误差分别保持在±4%、±8%以内,模型的稳定性、准确率都有较大提升,证明了该方法可有效预测V型坡口焊接时的焊道几何参数。     

Effect of joint design on ballistic performance of quenched and tempered steel welded joints

A study was carried out to evaluate the effect of joint design on ballistic performance of armour grade quenched and tempered steel welded joints. Equal double Vee and unequal double Vee joint configuration were considered in this study. Targets were fabricated using 4 mm thick tungsten carbide hardfaced middle layer; above and below which austenitic stainless steel layers were deposited on both sides of the hardfaced interlayer in both joint configurations. Shielded metal arc welding process was used to deposit for all layers. The fabricated targets were evaluated for its ballistic performance and the results were compared in terms of depth of penetration on weld metal. From the ballistic test results, it was observed that both the targets successfully stopped the bullet penetration at weld center line. Of the two targets, the target made with unequal double Vee joint configuration offered maximum resistance to the bullet penetration at weld metal location without any bulge at the rear side. The higher volume of austenitic stainless steel front layer and the presence of hardfaced interlayer after some depth of soft austenitic stainless steel front layer is the primary reason for the superior ballistic performance of this joint.     

基于机器学习的薄板等离子弧搭接焊的熔深预测

在等离子弧搭接焊中,搭接焊接头的焊缝熔深是评价焊接质量的关键指标之一,而焊接过程中的热输入信息和熔池图像信息都与焊缝熔深有密切关系。本文通过建立304L不锈钢薄板等离子弧搭接焊数据采集系统,利用LabVIEW实时检测电信息,采用视觉传感技术实时获取薄板等离子弧搭接焊过程中的熔池图像,并通过图像处理方法获得熔池的几何参数信息,结合焊接工艺参数,选择峰值电流、峰值电压、焊接速度、离子气流量、保护气流量、熔池宽度和熔池后端长度作为输入量,焊缝熔深作为输出量,建立了基于支持向量机回归和BP神经网络的熔深预测模型。实验验证表明,采用径向基函数的支持向量机回归模型可以有效地对焊缝熔深进行预测,并具有很好的泛化能力,可为进一步实现在线优化焊接工艺参数提供依据。     

基于回归方法和神经网络的电弧增材制造单道成形形貌预测

目的 针对电弧增材制造技术实际应用中工艺参数选取困难和成形结果难预测的问题,确定高效、准确的电弧增材制造单道成形形貌预测的数学方法,以快速、方便地选取丝材电弧增材制造工艺参数并指导成形质量控制。方法 在单道单层丝材电弧增材制造实验的基础上,采用多种回归方法和神经网络方法分别建立焊接电流、电压和焊枪移动速度等多个工艺参数与增材层宽度、增材层高度及熔池深度等成形形貌参数之间的数学关系模型。结果 电弧增材制造单道成形形貌与焊接电流、电压和焊枪移动速度显著相关,且各参数间存在非线性交互作用;采用多元线性回归法可较准确地预测单道增材层宽度,但对于增材层高度和熔深的预测效果较差;神经网络可良好地处理各工艺参数间复杂的非线性关系,其对增材层宽度、增材层高度和熔深的预测平均误差率分别为4.17%、6.60%和7.01%,显著优于多元线性回归法。结论 采用神经网络法可以准确预测电弧增材制造单道成形的形貌参数,进而指导增材制造工艺参数的选取和成形质量的控制。     

Tri-Arc与Tandem双丝电弧焊的工作原理对比分析

目的 介绍一种称为Tri-Arc的新型双丝电弧焊接方法。方法 将Tri-Arc双丝电弧焊与应用较广的Tandem双丝电弧焊的系统构成和焊接电流波形进行对比分析。结果 Tri-Arc和Tandem两种双丝电弧焊接方法所使用的双丝焊枪相近,双电源相位同步控制和U/I脉冲控制方式类似。Tri-Arc和Tandem两种双丝电弧焊接方法的差异在于:Tandem双丝电弧焊的2个电弧是相对独立的,而Tri-Arc双丝电弧焊的2个电弧是相互耦合的,因此Tri-Arc双丝电弧焊又具有旁路耦合电弧的某些特点。结论 这种新型的Tri-Arc双丝电弧焊不仅具有与Tandem双丝电弧焊一样的高焊丝熔敷率,而且具有比Tandem双丝电弧焊更低的焊接热输入。     

Heated tool-butt welding of polyethylene-pipes — Welding parameters and testing technique

Pipes in semi-crystalline thermoplastics are frequently joined by heated tool butt welding. The quality of the connection is essential dependent upon the set process parameters, the pipe material and the surrounding conditions.

The paper first looks into the welding parameters of temperature, pressure, displacement and time. A matching displacement equation is set out, which links all the essential parameters of the matching phase. A model law for matching is derived from this and illustrated with an example. The pressureless heating phase is described by an equation for the temperature distribution in the part being joined. The thickness of the molten layer present after heating is calculated and tallies well with experimental results. A theoretically derived joining displacement equation is shown for the connection process. This allows the influence of temperature and pressure on joining displacement to be estimated.

The known short-time test methods are not suitable for optimising the welding parameters. Two test methods modified for testing weld seams are thus presented. These are the low temperature bending test and the tensile test on hole-notched weld specimens. Both methods show that above a minimum welding temperature the temperature has no essential influence on seam quality.