转向架空簧座板自动化焊接工艺开发

以转向架生产中的直径320 mm空簧座板与侧梁上盖板周圈a4焊缝的自动化焊接为例,从空簧座板使用机械手焊接过程中的难点入手,总结出自动化焊接空簧座板等类似圆形焊缝时的4个难点:(1)焊枪6轴变化角度大,容易缠绕焊接电缆造成焊接过程中电弧不稳;(2)工作步点难以分布均匀,按顺序的步点添加方式无法达到理想效果;(3)焊接参数的选择范围较小;(4)焊缝接头位置易产生焊接缺陷。通过选择合理的起弧收弧位置、改进工作步点添加方式、调整接头位置的过焊距离以及选择合理的焊接参数,提升该部位自动化连续焊接的质量,为其他圆形焊缝的自动化焊接提供参考。     

曲面焊缝自动焊接工艺的开发与应用

针对解决多铰接低地板转向架侧梁生产阶段中遇到曲面焊缝使用手工焊导致的返修量大和重复打磨补焊的问题,研究如何使用机械手在自动化焊接中焊出合格的曲面焊缝,通过使用机械手直接焊接出曲面焊缝的方法来避免焊接缺陷产生,以达到减少返修和打磨接头的目的。首先,对曲面焊缝的焊接难点进行分析,经过多次模拟和试焊接,尝试新的焊接位置、新的焊接工艺参数和新的焊枪倾角,最终将焊缝合格率保证在95%以上,避免了焊缝应力集中导致的疲劳断裂和由于反复修磨补焊造成的韧性降低,并且为其他项目的转向架自动化焊接曲面焊缝提供了借鉴和参考价值。     

弧形管板空间曲线焊缝的自动焊接

弧形管板自动焊机是用于焊接弧形板与管子相交所形成的曲线焊缝的专用焊接设备。采用国家专利技术,由计算机控制。通过工艺试验确定了合适的工艺参数范围,焊枪姿态以及焊枪起弧及收弧的大致范围等。     

非对称角根焊中焊枪偏移与熔透形态的关系

中厚板单侧开V形坡口角焊缝由于两侧结构不对称,根部焊接时散热差异大,易产生未熔合缺陷. 为保证根部打底焊良好熔透成形,提出根据正面熔池形貌变化实时调整焊枪角度的策略,提升焊接熔透质量. 结果表明,随着焊接角度变化,焊枪相对熔池发生了有规律位置偏移. 对采集到的正面熔池图像进行中值滤波等处理后获取焊枪中心的位置坐标,并研究了不同角度焊接的内部熔透形态,建立了熔池正面焊枪位置偏移量与内部熔透形态的定量关系,为利用正面熔池特征信息预测控制焊接内部熔透形态提供了一种新的方法.     

钢桥U肋焊接新工艺——金属芯药芯焊丝CO_2气体保护焊

针对目前钢桥U肋焊接中存在的共性技术问题进行了研究。采用宏观断面分析、冷裂敏感性对比试验、金相组织分析等手段,研究了金属芯药芯焊丝CO_2气体保护焊工艺在U肋焊接中的适应性,分析了各种工艺条件对U肋焊缝熔透率及焊缝成形的影响,优化了焊接坡口尺寸和工艺参数。研究结果表明:对于钢桥板厚为8 mm的U肋角焊缝,采用金属芯药芯焊丝CO_2气体保护焊,焊丝直径为1.6 mm,可一道焊接成形,焊缝熔透率大于80%,外观成形和内部质量良好,可大幅提高焊接工效,降低生产成本,从焊接新工艺途径上得到了突破。     

三电极高速CO2双边角焊工艺参数对焊缝成形影响

在传统双电极角焊焊接工艺基础上,为了进一步提高焊接效率,采用三电极高速CO2双边角焊工艺,分析不同焊接工艺参数对焊缝成形参数的影响.结果表明,采用不同极性组合的焊缝成形参数差别不大;随着速度的减慢和焊接工艺参数的增大,脚长、熔深和熔宽均呈增大趋势,但焊脚长度有一个最大值限制.下脚长、上脚长受中间焊枪的指向位置影响更为明显,当左右两侧焊枪对中时,脚长最小.另外,随着焊丝之间距离的增大,脚长和熔宽逐渐减小,余高随焊丝距离增大而增大,但差别不大.     

铝合金T形接头双侧脉冲MIG单道焊接工艺

采用自适应熔覆量的方法,对15 mm厚的6082铝合金T形接头进行了双侧脉冲熔化极惰性气体保护焊(MIG)单道焊接工艺的研究。在单热源单边焊接条件下,分析预留间隙、焊枪角度、送丝速度及行走速度等参数对焊缝成形的影响,并根据焊缝成形及表面质量,确定最优焊接工艺参数区间。在此基础上,对T形接头进行双侧对称热源和双侧非对称热源焊接。试验结果表明,当预留间隙为0 mm或1 mm、焊枪行走角为15°左右时,焊缝饱满且无咬边现象;当送丝速度为9.5 m/min时,焊缝成形良好并能实现根部完全熔合。     

2219厚板铝合金VPTIG焊接接头组织及性能

针对15 mm厚板2219铝合金板材对接,提出了一种适合于大厚度铝合金的VPTIG焊接工艺方法,该方法通过设计新型坡口形式,优选“打底+盖面1+盖面2”的焊接工艺,实现单面焊双面成形。试验结果表明,焊缝成形良好,焊缝质量达到一级焊缝水平;焊缝中心组织为均匀等轴树枝晶,盖面焊缝比打底焊缝晶粒更加细小密集,熔合区中组织晶粒大小不一,其中在熔化边界存在一个狭小的非枝晶等轴区,热影响区晶粒则发生了明显的长大;接头常温抗拉强度能达到母材的60%,断后伸长率大于4%,断裂路径均沿打底焊缝和盖面焊缝熔合区,与熔合区组织不均匀、溶质偏析造成熔合区性能薄弱有关。     

V形焊缝未熔合缺欠解决办法

主要针对V形焊缝焊接中的一种缺欠——未熔合现象做出原因分析,并提出一种新的工艺,采用该工艺可以避免V形焊缝焊接中出现的未熔合缺欠。     

B型地铁转向架横侧梁连接焊缝质量控制

以天津地铁转向架中横侧梁连接焊缝的焊接为例,针对天津地铁转向架侧梁与横梁连接焊缝打底焊时极易产生裂纹焊接缺陷的问题,开发了新的管板连接焊缝的操作方法,即:通过采用特制喷嘴、分层优化焊接参数、改变操作手法等措施,提高天津地铁转向架中横侧梁连接焊缝的焊接质量。新操作方法的外观成形和焊缝金属熔合情况良好,焊缝内部经检验再无焊接裂纹情况的出现。新操作方法的使用减少了日生产返修量同时,降低了生产成本,提升了市场竞争力,为转向架中类似焊缝的焊接提供借鉴和参考。     

钢轨窄间隙弧焊焊枪自动纠偏系统

将窄间隙电弧焊接方法用于无缝线路钢轨焊缝的焊接,为满足焊缝两侧壁能够同时熔合,轨底窄间隙焊接采用开环控制的焊枪摆动焊接方式,导致摆动过程中焊丝端部位置出现累积误差.为消除焊枪摆动的累积误差,针对已有工艺特点,采用双视觉传感的焊枪摆动控制方法,通过采集熔池区图像,实时计算焊丝端部的摆动偏差和摆角偏差,并对焊枪摆动进行反馈...     

两种常见焊接接头的机器人焊接工艺

采用弧焊机器人进行了8 mm厚板对接平位焊、6 mm厚板T形接头平角焊试验,重点分析了坡口根部间隙、焊枪角度、电弧电压、焊接电流和焊接速度对板对接打底层焊缝成形、背面焊缝宽度和余高的影响,以及焊接速度、电弧电压和焊接电流对T形接头焊缝成形、焊脚尺寸和凸度的影响。通过试验优化了焊接工艺参数,获得了正反面成形美观、熔合良好、焊缝宽窄和高低均匀的对接接头;试验测得对接接头背面焊缝宽度为4.04 mm,背面焊缝余高为0.17 mm,正面焊缝宽度为14.20 mm,正面焊缝余高为1.22 mm。采用优化后的焊接工艺参数对T形接头进行了焊接试验,角焊缝两焊趾区域熔合良好、焊缝平齐、焊缝表面微下凹,试验测得焊脚尺寸为6.8 mm。     

5A06铝合金管对接焊接技术

针对管状多层多道5A06铝合金，采用手工钨极氩弧焊以不同预防措施进行管对接试验。焊后达到了焊缝成形美观、内部质量优的效果，焊缝合格率在原来的基础上提升60%;在引弧和焊接过程中焊接接头都产生了热裂纹和气孔，通过优化预防措施、工艺参数、焊接方法等，有效防止了未熔合、气孔和焊缝塌陷等焊接缺陷。     

C70型车箱端墙焊缝缺陷分析与控制

C70型车箱端墙焊缝在进行矫正直立部分弯曲角度时,发生焊缝崩断现象。对焊接工艺、焊缝化学成分及焊缝过渡区宏观、微观形貌分析表明:焊缝崩断的主要原因在于焊接工艺存在明显的问题,导致焊缝未熔合。采用两次焊、降低焊接电压,有效杜绝了焊缝崩断现象。     

C70型车箱端墙焊缝缺陷分析与控制

C70型车箱端墙焊缝在进行矫正直立部分弯曲角度时，发生焊缝崩断现象。对焊接工艺、焊缝化学成分及焊缝过渡区宏观、微观形貌分析表明：焊缝崩断的主要原因在于焊接工艺存在明显的问题，导致焊缝未熔合。采用两次焊、降低焊接电压，有效杜绝了焊缝崩断现象。     

超薄钛合金激光叠焊焊接特性

文中针对超薄工业纯钛合金激光叠焊工艺进行了探索。采用0.1 mm厚的超薄TA1钛合金板材开展激光焊接工艺试验,分析了TA1金属板激光叠焊焊缝成形缺陷及内部气孔缺陷的形成原因和抑制措施,从离焦量及焊接热输入等方面对工艺参数与焊缝成形的关系进行了研究,最后利用拉伸试验的方式进行焊缝力学性能测试。试验结果表明,通过合理的选择焊接工艺参数可以避免焊穿等缺陷,气孔缺陷主要分布于熔合面两端。随着焊接热输入的增加及离焦量的降低,焊缝逐渐由圆弧形向V形转变进而向X形转变,熔合面宽度逐渐增加。TA1在激光焊接后可以达到燃料电池双极板对母材最低抗拉强度的要求,为TA1钛合金在燃料电池行业的使用提供了依据。     

中厚板多电弧复合焊焊接参数对焊接质量的影响

采用六丝多层单道MAG自动焊对30 mm厚的Q235钢板进行一道成形焊接试验,通过对不同焊接工艺参数下的焊缝成形、接头质量、微观组织结构、力学性能的分析,研究了其焊接工艺特性。结果表明,在其他焊接工艺参数不变的情况下,钢板的对接间隙、相邻焊枪的垂直距离和相邻焊枪的水平距离会对焊缝的背部熔透、侧壁熔合、熔敷量产生显著影响。     

薄壁容器焊接缺陷分析及预防措施研究

自动化焊接薄壁容器时,在纵焊缝的两端容易出现未熔合现象,需要补焊,部分容器报废,给企业生产造成一些经济损失.本文在分析缺陷产生原因的基础上,采取一些措施:如合理调整焊接工艺参数；焊接设备的维修和保养,定期更换导电嘴和清理焊枪内的熔渣；对控制系统的部分功能进行扩展,减少了焊接缺陷.     

核电厂定位销局部干法水下TIG焊接工艺

以核电厂定位销水下焊接为研究对象,研制双层气体保护的局部干法水下TIG旋转焊枪,运动轨迹通过直流电机带动钨极绕固定直径转动实现.对核级材料Z2CN19-10控氮奥氏体不锈钢进行焊接,研究局部干法水下TIG焊接焊缝成形,优化工艺参数,结合热循环曲线及电弧形态,分析焊接接头显微组织及力学性能.结果表明,当焊枪的内层和外层保护气均通氩气时,焊缝成形良好,电弧形态稳定;增大焊接电流或减小焊接速度均使焊缝熔深增大,熔宽增大;对比水下焊接接头和陆上焊接接头发现,水的快速冷却作用会促使熔合线附近的铁素体的形态由树枝状转变为板条状,奥氏体含量减少,焊缝中心晶粒细化;水下焊接接头的显微硬度和力学性能略高于陆上焊接接头.     

基于旋转电弧传感器的水下焊接电流信号特征

为了实现基于旋转电弧传感器的水下自动焊接,并获得良好的焊缝成形和较高的跟踪精度,必须确定水下焊接时的最佳焊接工艺参数。本文着重研究了水下焊接旋转电弧传感器的焊接电流、旋转频率、焊枪高度和焊枪旋转半径4个主要影响因素对焊缝成形和电流信号特征的影响。通过正交试验的方法,以水下焊接的焊缝成形和电流信号特征的好坏作为评价指标,确定了最优焊接工艺参数,为后续焊缝跟踪提供试验依据。