铝合金电弧增材制造焊道宽度尺寸预测

文中首先采用同一组焊接参数,在四种厚度基板上进行单道20层铝合金薄壁试样成型,发现不同厚度基板下试样稳定区的焊道宽度相同. 基于此结论,利用二次通用旋转组合方法设计试验样本,通过二次回归方程建立工艺参数(焊接电流、焊接速度、送丝速度、层间温度)与成型试样稳定区域焊道宽度尺寸预测模型,经验证发现模型预测效果较好. 结果表明,影响焊道宽度的主要因素有焊接电流、焊接速度和层间温度. 当电流小于95 A时,参数对焊道宽度的影响顺序为:电流大于焊接速度大于层间温度;当电流大于95 A时,顺序变为:电流大于层间温度大于焊接速度. 同时,焊接电流和层间温度间存在交互作用.     

用因子设计法对熔化极氩弧焊(GMAW) 工艺参数灵敏度的分析

一般高质焊接接头必须有合适的焊缝尺寸和形态,这就要求选择好焊接工艺参数。为此用因子设计法建立数学模型对GMAW焊接工艺参数影响焊道几何尺寸灵敏度进行研究分析。研究采用了GMAW焊接机器人。焊接工艺参数选择了独立的三因子：焊接电流、电弧电压和焊接速度。焊道几何尺寸主要监测焊道宽度、高度和深度。分析比较了3个焊接工艺参数对焊道几何尺寸的影响规律。试验研究表明,所建立的数学模型能对给定的焊道几何尺寸所要求的工艺参数进行估算,指出焊接工艺参数变化对焊道宽度和高度的影响比深度更大。     

铝合金电弧熔积成形机器人增材制造系统

基于KUKA机器人搭建铝合金CMT增材制造系统,在Robotmaster离线编程软件中建立虚拟机器人工作场景,对成形零件进行分层、轨迹规划、模拟仿真及程序生成,使用CMT冷金属过渡焊接工艺进行铝合金零件增材制造试验,利用二次回归通用旋转组合方法设计试验,对熔敷工艺参数(送丝速度、喷嘴高度、焊接速度)与熔敷层宽度、高度的成形规律进行研究,建立熔敷层尺寸的预测模型。通过铝合金零件成形试验对模型精度进行验证,发现该模型预测效果好,成形铝合金零件精度高。     

TIG丝材电弧增材制造铝合金薄壁件层宽层高预测

基于TIG电弧增材铝合金多层单道薄壁件成形过程,采用二次回归通用旋转组合设计建立了焊道宽度、层高与主要工艺参数(焊接线能量、送丝速度、层间温度)的预测模型。研究结果表明:焊道层高与层宽预测值与实验测量值相差较小,焊道宽度的最大误差为3.25%,层高的最大误差为4.76%,均在合理范围内,预测精度较高。在成形过程中,影响焊道宽度的主要因素有焊接线能量和层间温度,且影响程度存在交叉;影响层高的主要因素为送丝速度。     

电子束焊接析出硬化CuCrZr合金:模拟与实验（英文）

为了在焊接析出硬化铜铬锆(PH-CuCrZr)合金时保持结构的一致性,采用电子束焊接(EBW)工艺。对PH-CuCrZr合金零件的EBW过程进行实验研究和数值模拟,建立三维有限元模型,以预测输出响应(焊道熔透和焊道宽度)与EBW输入参数(电子束电流、加速电压和焊接速度)之间的函数关系。采用一种具有高斯热分布的圆形、园锥形复合热源模拟EBW过程的深熔焊特性。在Ansys软件中开发用户自定义函数,进行数值模拟。将数值模拟结果与实验结果进行比较,两者吻合较好。所建模型可用于EBW过程中广泛涉及复杂几何形状问题的参数研究。输入电流是对焊道熔透和焊道宽度影响最大的输入参数,其贡献率分别为44.56%和81.13%。     

基于神经网络模型的CMT脉冲焊接焊缝几何形状预测

为了研究冷金属过渡(CMT)脉冲焊接过程中工艺参数对熔透、焊缝熔宽和焊缝余高的影响,提出了一种用于预测焊缝几何形状(焊缝高度和宽度)和熔透状态(深度和面积)的反向传播神经网络模型。该模型以峰值焊接电流,焊接速度和热量输入作为输入参数,且以焊缝高度和宽度、熔深和稀释面积作为输出参数,并给出了设计框架。结果表明,神经网络与训练数据有很好的一致性,可以有效地用于焊缝和熔透几何参数的预估。预测值与实验值之间的误差百分比较小,验证了提出模型的有效性。     

5A05铝合金焊接工艺参数的计算机控制优化

通过计算机控制5A05铝合金的焊接工艺参数,研究了焊接电流、焊接速度、脉冲宽度和离焦量对焊接质量的影响。结果表明,5A05铝合金合宜的焊接工艺为:焊接电流198 A、焊接速度120 mm/min、脉冲宽度2 ms,离焦量+8 mm,此时焊缝可以在保持良好的表面成形性的同时,达到较为理想的焊接质量。     

电弧堆焊参数对焊道形貌的影响规律

文中以单道焊缝形貌为切入点，研究工艺参数对焊道形貌的影响并建立回归方程以预测焊道尺寸。结果表明，焊接电流对焊道尺寸的影响最显著，焊接电流每提高50 A，焊缝宽度平均增大14%，不同工艺参数间存在一定耦合关系，同时揭示了焊接电流和焊接速度的增加引起电弧动压力变化进而导致焊缝由指状向碗状形貌转变的规律。对比多种回归模型，综合考虑工艺参数耦合的影响，提出基于剔除低相关因子的响应曲面法，整体回归效果好，试验表明该模型的R²均在0.97以上，预测误差在5%以内。建立的回归模型将为电弧堆焊层数与道数的规划提供准确的焊道尺寸信息，确保机器人焊接位姿满足工艺要求。     

基于CMT增材成形的焊接摆动及道间偏移研究

以基于CMT增材成形的焊道与焊层为研究对象,引入了焊接摆动,分析了摆动幅度对焊道精度的影响;建立了焊道搭接模型,分析了焊道间偏移量对焊道成形的影响。结果表明:在其他工艺条件不变的情况下,加入适当的焊接摆动,可以提高熔池的流动性,降低焊道的高度,增加焊道的宽度,扩大焊道的铺展,提高焊接的精度;加大摆动幅度,焊道的宽度增大,焊道表面的接触面变大,熔池冷却过程中散热的速度变快,组织中铁素体减少,贝氏体增多;在理想状态下,最优偏移量L_0=2M/3+N/3(其中,M为焊宽,N为摆宽);在实际搭接条件下,焊道间偏移量稍小于理想最优偏移量时,约L=0.9L0时,焊道间成形最佳。     

铝合金熔丝增材制造表面平整度研究

聚焦基于变极性冷金属过渡技术(CMT)的铝合金熔丝增材制造成形表面平整度,以一元化焊接送丝速度和横向相邻焊缝中心间距为变量,进行单层多道增材,通过结构光三维重构精确测量增材样品表面形状并使用平面拟合处理重构数据,定量计算增材表面高度方向上的极差和标准差。结果表明,在一定范围内增大送丝速度可以减少堆焊鱼鳞纹造成的偏差,但会引起焊道相对不稳定,致使增材样品表面总体平整度较差;而相邻焊缝中心间距与单道焊缝宽度的最佳比值与实际焊接工艺有关,仅靠曲线拟合单道焊缝形状和建立重叠模型不能计算预判所有焊接工艺条件下增材制造的成形质量。     

不同CMT工艺2014-T6焊缝成形及气孔分析

分别采用3种不同的冷金属过渡(CMT)焊接工艺进行2014-T6铝合金平板堆焊成形,研究不同CMT工艺对铝合金焊缝成形特征及气孔的影响. 结果表明,保持送丝速度7.5 m/min、电弧长度和保护气体纯Ar流量25L/min不变,2014-T6铝合金常规CMT焊缝具有明显的指状熔深特征,焊缝气孔缺陷严重且呈全焊缝分布特征;脉冲CMT(CMT-P)焊缝的指状熔深特征减缓,气孔显著减少,焊接速度0.6 m/min时焊缝基本无气孔;变极性复合脉冲CMT(CMT-PADV)焊缝熔深仅约0.4 mm,成形呈显著球形特征,气孔明显减少,焊接速度0.4 m/min时基本无气孔.     

中国机械工程学会焊接学会第四届学术会议论文文摘选登(五)

铝合金等离子弧焊接的研究——反极性等离子弧小孔焊本文用反极性等离子弧对中厚度铝合金板单面焊反面自由成形进行了研究。设计了水冷铜电极等离子弧焊枪,研究了中等厚度铝合金板反极性(电极为正极)等离子弧小孔焊的特点、成形规范和各种工艺因素的影响。采用水冷铜电极的反接等离子弧小孔焊电弧稳定,能有效破除铝氧化膜,在焊缝边缘有很宽的阴极清理区,背面焊道也能良好成形。但为了得到不起皱的光滑背面焊道和防止气孔,需加背面保护。焊缝横断面形状与正极性等离子弧焊接不同,不是指状(或酒杯状),而是上下宽度较接近的腰鼓形。研究了铝合金反极性等离子弧小孔焊的主要焊接参数:电流、离子气流量、焊接速度间的相互关系,找出了小孔焊     

回火焊道焊接技术中焊接接头几何尺寸影响因素的分析

试验针对核电压力容器用钢SA508-3钢进行,采用TGS-56焊丝和TIG焊,在100 mm厚SA508-3钢板进行单道次堆焊,通过对焊缝断面的宏观金相观察,分析不同焊接工艺参数对回火焊道焊接技术中焊接接头几何尺寸的影响.结果表明.回火焊道焊接技术的实现与焊接电流和送丝速度关系明显,焊接电流对热影响区深度d尺寸影响较大,送丝速度主要起改变焊道余高(b)的作用,焊接电流越小或送丝速度越大,b+h(焊缝熔深)与d的差值越小,越利于回火焊道焊接技术的实现;焊接速度对焊接接头各几何尺寸影响均较大,焊接速度变化不能明显地改变b+h与d的差值.     

送丝速度对6061铝合金CMT焊接接头性能的影响

以ER5356焊丝为填充金属,6061铝合金板材为母材,进行了冷金属过渡焊接(CMT)试验。通过改变焊接时的送丝速度而得到不同的焊接试样,对其微观组织和力学性能进行了观察测试。结果表明,6061铝合金经CMT焊接后热影响区宽度相对MIG焊较小,热影响区的晶粒粗大,硬度值最低,大约为45 HV;焊接的四组试样最大的抗拉强度为192.8 MPa,是母材抗拉强度的78.4%。     

丝材微束等离子弧增材制造工艺研究

为了提高等离子弧增材制造零件尺寸精度,采用控制变量法研究了焊接电流、焊接速度2个主要工艺参数对焊道成形尺寸及质量的影响,其他参数均设定在一个固定合适的水平。结果表明:不锈钢丝材等离子弧单层单道堆焊中,存在一个4区成形参数窗口;焊接速度在1～5.5 mm/s范围内变化时,堆积层宽度与堆积层高度均逐渐减小,但曲线斜率变化两者表现出相反的敏感性;定送丝速度堆积,每个电流水平下的堆积层宽度与堆积层高度之积近似相等,且堆积层宽度与堆积层髙度之间存在反比关系。     

AlSi5/镀锌钢CMT熔钎焊微观组织研究

利用CMT焊接技术,以ER4043(AlSi5)焊丝作为填充金属在镀锌钢板上进行表面堆焊试验,在保证AlSi5熔化的基础上,基体仅少量熔化,研究焊接参数对焊道表面成形和截面显微组织的影响。结果表明,采用CMT焊接技术所得AlSi5焊道表面成形均匀,有金属光泽,基本无飞溅生成。当焊接速度为100 cm/min、送丝速度为4 m/min及焊接速度为80 cm/min、送丝速度为3.5 m/min时,在AlSi5焊道/基体界面形成一定厚度的Fe-Al金属间化合物层;增加送丝速度,减小焊接行走速度会加速界面金属间化合物层的形成。发现在焊道两侧润湿铺展前沿形成富锌区,部分位置含锌量达到40 wt%左右。     

铝合金CMT技术增材制造研究进展

铝合金作为一种加工性能优良、导热性好且质量轻的金属材料,在工业领域应用广泛。冷金属过渡焊接技术(CMT)作为一种低热量输入、无飞溅的焊接技术,非常适合铝合金的增材制造,铝合金CMT技术已成为增材制造技术的研究热点。通过综述近年来国内外学者在铝合金CMT技术焊道成形、组织性能、气孔缺陷方面的研究成果,展望了未来CMT技术的发展方向。     

6082-T6铝合金协同脉冲CMT焊缝表面微观组织及其腐蚀行为

试验选取协同脉冲CMT焊接工艺进行6082-T6铝合金薄板拼焊,利用电流电压采集系统对焊接电流进行实时采集,并采用金相显微镜(OM)和扫描电子显微镜(SEM)观察焊缝表面的微观组织和腐蚀形貌,以此研究6082-T6铝合金协同脉冲CMT焊缝表面宏观偏析与焊接电流波形特征之间的本质联系,并分析其对焊缝表面耐蚀性的影响.研究...     

非铁金属的焊接

20091169焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响/雷祥…//焊接.-2008(7):25~32采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MIG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出。在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流。根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形。图4表6参13200911705A06铝合金激光填丝焊工艺研究/许飞…//焊接.-2008(8):26~28针对1.2mm厚5A06铝合金薄板YAG激光焊接工艺范围窄和对间隙要求严格等问题,较系统地研究了该铝合金激光填丝焊接工艺。试验中采用ER5356焊丝作为填充金属,对光丝间距、送丝速度、激光功率和焊接速度等影响焊缝成形的各种焊接工艺参数进行了优化分析。研究结果表明:优化工艺参数可以...     

非铁金属的焊接

20091169焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响/雷祥…//焊接.-2008(7):25~32采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5mm厚的6005A铝合金板,基于正交试验方法研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明,对复合焊焊缝熔透状态影响显著性从大到小的工艺参数依次为:焊接速度、MIG电流、MIG电压和激光功率,其中前两者影响最为突出。在熔透状态不发生显著变化时,对复合焊焊缝表面成形影响显著性从大到小的工艺参数依次为:MIG电压、焊接速度、激光功率和MIG电流。根据正交试验结果优化了激光-电弧复合焊接6005A的工艺参数,建立了工艺参数选择原则,根据此原则选择合适的参数获得了最佳的焊缝成形。图4表6参13200911705A06铝合金激光填丝焊工艺研究/许飞…//焊接.-2008(8):26~28针对1.2mm厚5A06铝合金薄板YAG激光焊接工艺范围窄和对间隙要求严格等问题,较系统地研究了该铝合金激光填丝焊接工艺。试验中采用ER5356焊丝作为填充金属,对光丝间距、送丝速度、激光功率和焊接速度等影响焊缝成形的各种焊接工艺参数进行了优化分析。研究结果表明:优化工艺参数可以...