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。     

TIG电弧活性化焊接现象和机理研究(1)--表面活性剂对不锈钢材料TIG焊熔深的影响

研究了SiO2和TiO2两种单一成分活性剂对SUS304不锈钢材料TIG焊熔深的影响以及活性剂涂敷量对焊接熔深的作用效果.结果表明,活性化TIG电弧焊接能够大幅度提高焊接熔深及焊接效率.     

活性剂对不锈钢TIG焊影响的研究

以TiO2、Cr2O3、B2O3、SiO2、CaF2为实验用活性剂,研究了它们对不锈钢1Cr18Ni9Ti的TIG焊的影响.结果表明,这些活性剂都能不同程度地增加焊缝熔深,其中SiO2、Cr2O3、B2O3可使熔深显著增加,而CaF2增加熔深的效果并不明显.活性剂能使电弧电压有不同程度的增加,其中SiO2、Cr2O3使电弧电压增幅最大.活性剂使焊缝熔深增加是源于焊缝有效热输入的增加,但是焊缝横截面显微组织仍主要为柱状晶和树枝晶.     

活性化TIG焊中活性剂和焊接参数对焊缝深宽比的影响

研究了在TIG焊中单一成分的活性剂 (SiO2 、CaF2 、TiO2 、Cr2 O3 、NaF)对不锈钢焊缝深宽比 (D/W )的影响 ,并针对SiO2 活性剂 ,分别研究了活性剂的涂敷量和焊接规范参数 (焊接电流、焊接速度和弧长 )对A -TIG焊焊缝深宽比的影响。试验结果表明 ,焊道深宽比随活性剂涂敷量的增加而增大 ,在所选择的五种活性剂中 ,以SiO2 的影响最为显著。涂敷活性剂SiO2 的试件 ,随着焊接电流、焊接速度和弧长的增加 ,焊缝的深宽比与无活性剂时相比有明显的增加。在TIG焊中应用某种活性剂 ,使用原有的设备就能够大幅度提高焊缝的深宽比 ,从而降低生产周期和制造成本 ,具有很好的应用前景。     

活性剂对镁合金TIG焊接熔深的影响

根据最大熔深时TiO2,Cr2O3,CdCl2和ZnCl2活性剂中元素在焊缝中的分布分析了熔池的流动情况,在此基础上对上述4种活性剂对镁合金交流TIG焊接熔深的影响进行了研究．结果表明,这4种活性剂均可增加焊缝熔深,活性剂的涂敷量均有一个饱和值．加大涂敷活性剂后不同程度的改变了熔池中Mg,A1元素的分布．涂敷CdCl2,ZnCl2后在焊缝中没有观察到活性剂元素,而涂敷TiO2,Cr2O3后在焊缝中观察到了Ti,Cr,O元素,氯化物活性剂增加熔深的机理主要是活性剂与电弧的相互作用,氧化物活性剂增加熔深的机理主要是活性剂与熔池金属的相互作用．     

铝合金交流A-TIG焊熔深增加机理的研究 --导电通道电阻对焊缝熔深的影响

进行了SiO2，A12O3，MnO2，TiO2，NaCl，CaF2等12种常见氧化物和卤化物的铝合金交流A—TIG焊，研究了单一组分活性剂对焊缝熔深的影响。并对这些活性剂进行了交流TIG焊电弧偏移实验，将电弧偏移率与A—TIG焊焊缝熔深进行了对比，发现铝合金交流A—TIG焊电弧中导电通道电阻对焊缝熔深的影响很大。     

活性剂对焊缝熔深及微观组织的影响

研究了SiO2、CaF2、TiO2、Cr2O3和NaF五种单一成分活性剂及SiO2与Cr2O3混合活性剂对低合金高强钢TIG焊焊缝组织及熔深的影响。结果表明:与传统的TIG焊相比,活性剂能不同程度的提高焊缝熔深,涂敷Cr2O3、Cr2O3+SiO2活性剂的焊缝熔深是未涂活性剂焊缝的2倍以上。SiO2与Cr2O3混合活性剂不仅能提高熔深,而且对焊缝组织有明显的改善作用,使焊缝中细小的针状铁素体数量增加。该混合活性剂对针状铁素体形成的作用,可能与活性剂的涂敷会促进焊缝中锰、铬和硅的氧化物形成、降低针状铁素体的形核功有关。     

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。     

表面活性剂对铝合金直流反接A-TIG焊熔深的影响

分别以TiO2，SiO2，V2O5，CaF2和NaF作为试验用表面活性剂，研究了表面活性剂对铝合金直流反接A-TIG焊熔深的影响，初步分析了表面活性剂增加铝合金A-TIG焊熔深的机理。试验发现，这些活性剂都能不同程度地增加熔深，TiO2增加熔深的效果不明显．而SiO2可使熔深达到传统TIG焊熔深的3．5倍，并且使电弧电压显著增加。研究认为，除SiO2外，其它活性剂增加熔深的主要因素均不是热输入。     

氧化物活性焊剂对低碳钢聚焦光束焊接熔深的影响

研究了SiO2,TiO2,Cr2O3,Cu2O,Fe3O4和ZnO等氧化物焊剂对于低碳钢聚焦光束焊接熔深和深宽比的影响规律.试验结果表明,氧化物活性焊剂在适当的涂敷量下均可以使光束焊接熔深和深宽比增加,熔深和深宽比增加幅度较大的是TiO2粉末和SiO2粉末,其次为Fe3O4,Cr2O3,ZnO和Cu2O粉末;每种活性焊剂对应着能够使熔深和深宽比增加效果最明显的涂敷量最大值,涂敷量一旦超过这一最大值,不仅使熔深增加的效果变差,而且还可能导致熔深减小;采用高温下相对不易分解的氧化物作为活性焊剂,更有利于提高焊缝熔深和深宽比增加的效果;氧化物活性焊剂增加聚焦光束焊接熔深和深宽比的机理可能与焊剂液膜促进了光束的吸收效率,以及改变了熔池金属的流动方式均有关.     

活性化TIG焊熔深增加机理的研究

以不锈钢0Crl8Ni9为实验对象，涂敷含有Bi的SiO2和TiO2活性剂，通过1mm厚高熔点薄钨板挡住熔池流动的方法进行焊接实验．对钨板两侧Bi颗粒的分布进行了测试，分析涂敷SiO2和TiO2后熔池流动方向的变化，同时采集了电弧电压．结果表明：活性剂SiO2和TiO2改变了熔池的流动方向；SiO2使电压提高约4．2V，而TiO2对电弧电压没有影响；活性剂并未使电弧整体发生收缩，而使电弧整体发生了膨胀；SiO2使等离子体发生了收缩；电弧等离子体收缩和电弧导电通道变长是SiO2活性剂提高电弧电压的主要原因．分析认为，SiO2增加熔深是等离子体收缩、阳极斑点收缩和表面张力温度梯度由负变正共同作用的结果；TiO2增加熔深只是表面张力温度梯度由负变正的作用．     

焊接工艺参数对不锈钢A-TIG焊焊缝熔深的影响

利用自制的活性剂,考察了焊接工艺参数对奥氏体不锈钢A-TIG焊焊缝熔深的影响.结果表明:活性剂能使电弧收缩,穿透力增强,使焊缝熔深增加.在其它焊接参数不变的情况下,随着焊接电流的增加熔深增大;随着焊接速度的增加熔深减小;焊接电弧长度由2mm增加到3mm,焊缝熔深增大;由3mm增加到4mm,焊缝熔深减小.电弧收缩理论可以较好地解释试验结果.     

等离子弧焊接过程数值模拟的现状及发展

以等离子弧焊接过程为对象，分别从焊接电弧和焊接熔池的角度，概括了近年来等离子弧焊接电弧及熔池数值模拟领域取得的一些进展，分析了现有数学模型中存在的问题，提出了今后的发展方向。     

PAW+TIG电弧双面焊接小孔形成过程的数值模拟

综合考虑影响等离子弧小孔形成的等离子流力、重力、表面张力等力学因素，建立了等离子电弧＋钨极电弧（PAW＋TIG）双面焊接时小孔形成过程的数学模型，并与焊接传热的控制方程耦合，采用数值模拟技术，定量分析了小孔形成的动态过程，根据数值分析结果，将小孔的形成过程分为开始焊接到熔透，熔透到开始穿孔，开始穿孔到小孔形态稳定三个阶段，熔池的最小跨距可作为小孔建立的评价指标。小孔的形成是热、力共同作用的结果。     

TIG电弧活性化焊接现象和机理研究(2)--活性化TIG焊接中的电弧现象

在变动焊接电流下检测电弧电压,考察Ａ－ＴＩＧ焊电弧收缩及活性剂的影响。结果表明,Ａ－ＴＩＦ焊电弧收缩是焊接熔深增加的一项重要原因,电弧是否产收缩与所使用的活性剂有前关,然而,既使在电弧未产生收缩情况下,表面活性剂仍然对焊接熔深的增加有较大作用。     

基于视觉传感的脉冲TIG焊熔池一次图像获取的研究

依据弧光光谱理论，采用辅助光源及复合滤光技术，有效地解决了焊接区熔池成像的干扰和清晰度差等问题，研究了滤光片与辅助光源对成像质量的影响和作用。试验结果表明，同普通图像采集方法相比，该系统获得图像的清晰度得到明显的提高，可以用于焊接过程的实时监控。     

Al-Li-Cu合金搅拌摩擦焊与TIG 焊接头组织及力学性能分析

组织分析表明,Al-Li-Cu TIG焊焊缝和搅拌摩擦焊焊核区均由等轴晶粒构成,但前者的晶粒尺寸较后者的大;TIG焊接头热影响区组织粗化程度较搅拌摩擦焊严重;搅拌摩擦焊接头内存在一独特的热机影响区,该区内的组织发生了较大程度的变形。实验结果表明铝锂合金搅拌摩擦焊可避免形成TIG焊时的凝固裂纹等缺陷。搅拌摩擦焊接头的力学性能优于TIG焊接头,二者的拉伸强度分别为393MPa和337MPa,延伸率分别为14．4％和6．6％。