脉冲TIG焊熔池密度变化过程的实验检测

建立了一套计算机视觉焊缝正面检测为基础的脉冲ＴＩＧ焊池密度变化过程的实验检测系统。提出了脉冲基值期间动态熔池图象的采集和存贮方法，设计了池图象处理及熔池宽度检测的计算机软件。     

脉冲TIG焊熔池几何参数的计算机视觉检测

利用自行建立的基于计算机视觉的脉冲ＴＩＧ焊熔池几何参数检测系统,从工件的正面利用ＣＣＤ传感器拍摄到了清晰的熔池图像,针对熔池图像的特点,设计了快速有效的图像处理算法,实时检测出了熔池的最大宽度、半长、后部面积、后拖角等重要几何参数,为下一步对焊接质量实时控制打下了良好基础。     

自动热丝TIG焊工艺简介

在对厚壁钢管的焊接中采用热丝氩弧焊工艺和窄间隙焊工艺相结合的焊接方法，通过低频脉冲维持熔池；高频脉冲控制热输入，实现了对熔池大小，反的挺度以及边熔的控制。     

导弹壳体搭接焊缝的熔深适应控制技术研究

本文讨论一种适用于舰对空导弹壳体脉冲ＧＴＡ搭接焊缝的熔深适应控制技术的研究结果，该控制系统采用光纤光电传感器检测焊接过程中焊缝的实时熔池深度，并据此调节脉冲焊接电流宽度，产品焊接试验表明它可以使搭接焊缝熔深控制在产品设计要求的范围之内，文中还提出了进一步提高熔深控制精度的途径。     

TIG焊接温度场的有限元分析

本文建立了运动电弧作用下三维焊接温度场的计算机数值分析模型，分析中引入了热焓的概念和表面双椭圆分布热源模型，研制了相应的程序，具有较高的计算精度。用该模型对ＴＩＧ焊接温度场进行了分析计算，得出了ＴＩＧ焊接熔池的形状、尺寸和热影响区的温度分布。计算结果与实验结果吻合较好。     

天然气管道在役焊接熔池流动行为及成形研究

为解决天然气管道在役焊接安全性评价中焊缝几何形状不易控制的问题，探明工艺参数对焊缝参数的影响规律，基于Fluent软件建立了天然气管道在役焊接过程中焊缝熔滴下落、与熔池混合、焊缝温度场-流场动态演变过程的三维动态模型，分析了焊接电流、管壁散热系数对熔池温度场、流场及焊缝几何参数的影响。结果表明，随着焊接电流的增加，焊缝宽度、熔池深度逐渐增加，焊缝高度逐渐降低；与焊接电流110 A相比，焊接电流为170 A时焊缝宽度、熔池深度分别增加了4.92%和28.39%，焊缝高度降低了16.77%；而随着散热系数的增加，焊缝宽度、熔池深度逐渐减小，焊缝高度逐渐增加；与散热系数620 W/(m²·℃)相比，散热系数为2 320 W/(m²·℃)时焊缝宽度、熔池深度分别降低了3.39%和9.28%，焊缝高度则增加了5.27%；散热系数对焊缝参数的影响程度由大到小依次是熔池深度、焊缝高度、焊缝宽度。研究结果可为在役管道现场焊接应用提供理论参考。     

低功率脉冲激光诱导电弧复合仰焊工艺适应性研究

采用低功率脉冲激光诱导MAG电弧复合焊接工艺，开展了X70管线钢仰焊工艺适应性研究。焊接试验结果显示，单MAG热源采用210 A电流能够获得成形良好的焊接接头，但工艺参数敏感，电弧电流变化易产生缺陷；加入激光后，电弧电流参数区间可拓展至180～230 A，在抑制内凹缺陷的同时，可提高对错边的工艺适应性。焊接接头拉伸和背弯试验表明，无论复合焊接接头是否存在内凹缺陷，均具备与母材相当的拉伸强度，内凹缺陷使接头的最大完全载荷大幅度降低。仰焊熔池受力分析表明，仰焊焊缝成形主要受重力影响，激光热源提供竖直向上的分力大于其热输入带来的重力，有利于扩大参数适应区间，增加背部余高。     

管道全位置激光-电弧复合焊接成形有限元研究

针对管道焊接问题,对全位置激光-电弧焊接成形规律进行研究。通过创建空间位置焊接熔池成形方程组,采用ANSYS有限元软件模拟管道全位置焊接过程中的温度分布及熔池流动,根据多场耦合法,对管道全位置焊接过程进行模拟计算。结果表明,创建的管道全位置焊接熔池成形方程组,可应用于熔池受力和熔体金属运动过程,建立的全位置焊接 ANSYS有限元模型,实现了对焊接过程的温度场和流场的耦合分析;使用多场耦合,能够得到不同阶段熔池温度场与流场的分布,能够为管道焊接提供技术支撑。     

L360M钢管钨极氩弧自动外根焊工艺韩立坤

以L360M 559 mm×12.7 mm钢管为例介绍了钨极氩弧自动外根焊工艺,该工艺采用脉冲特性向上焊接,实现单面焊双面成形,确保了根焊焊接质量。经过对焊接接头进行检测分析,其焊缝外观检测、无损检测、力学性能试验结果均能满足相关标准要求。采用钨极氩弧自动外根焊工艺可用于中小直径长输管线的焊接,降低焊工劳动强度,减少焊接过程中的停顿,提高施工效率,具有推广应用价值。     

声波法监控水压裂缝宽度

在实验室内作水压裂缝实验时。用超声波的时间延迟及声幅衰减监控裂缝形成过程。观察到穿过水压裂缝的纵波具有频散性，且频散强弱与裂缝宽度有关。即通过间接方式，用测到的声频散监控裂缝宽度。直接法确定裂缝宽度，需要信号有相应的分辨率．并且裂缝宽度至少为波长的1／8，声阻抗差并明显，以区分两个界面(固体／流体)的反射信号。而间接法可识别宽度为1／100入射波波长的裂缝。利用时间延迟超声测量把两次测量的时间及幅度的微小变化与裂缝宽度的微小变化联系起来。另外，实验结果表明，水压裂缝不能传播横波。因此，可选用充满流体的薄层模型。如果解释正确，薄层模型与线滑动模型结果一致。在井内测量的裂缝宽度与在井壁附近用频散法估计的裂缝宽度比较，发现至少在实验室条件下，可成功应用这种算法。裂缝宽度的微小变化直接影响透射信号的频散性。因此，它为声波法在监控水压裂缝的宽度方面开辟了新的应用范围。     

TIG焊正面熔池图像的视觉传感

建立了一套基于视觉的ＴＩＧ焊正面熔池图像传感系统。该系统利用设计的窄带复合滤光系统,配合特殊采样时序,较好地克服了电弧光的干扰问题,利用ＣＣＤ传感器从熔池的正面采集到了清晰的熔池图像,为今后的焊接质量控制打下了良好的基础。     

316L不锈钢电子束锁底焊接接头成形及显微组织

针对激光焊对316L不锈钢进行锁底焊接时,焊缝出现气孔,裂纹等缺陷的问题,采用电子束焊接的方法对316L不锈钢进行锁底焊接,并对其焊接接头焊缝成形及显微组织进行了研究。研究结果表明,当焊接速度一定时,316L不锈钢随着焊接电流的增大,焊缝熔深变化不大,余高和熔宽都逐渐增大,焊缝深宽比由3.48减小至3.01;当电子束流一定时,随着焊接速度的增大,焊缝余高先增大后基本不变,熔深和熔宽都逐渐减小,焊缝深宽比由3.03增大至3.38。典型焊接接头组织主要为铁素体-奥氏体组织,且随着焊缝深度的增加,晶粒逐渐细化。焊缝边缘主要由密排的柱状枝晶、少量等轴晶组成;焊缝中心区域由细小的等轴晶、少量柱状枝晶组成;焊缝底部主要由呈片状细小的等轴晶组成。     

钻铤窄间隙熔化极脉冲气体保护自动焊工艺

为了修复因长度短于 8m而报废的石油钻井用钻铤 ,研究开发了钻铤窄间隙熔化极脉冲气体保护自动焊工艺。研究中针对钻铤这种小直径厚壁管的特点研制了焊接控制设备、专用焊枪 ,设计焊接坡口 ,精选保护气体 ,确定焊接工艺 ,优选焊接工艺参数。室内试验和现场应用表明 ,采用该工艺焊接钻铤焊区的综合力学性能得到了较大改善 ,其中部分性能指标达到了摩擦焊钻杆的技术要求 ,焊接的钻铤可在井深 370 0m以内、井斜 30°以内的井中使用     

基于ANSYS的Ti2AlNb钛合金电子束焊接数值模拟

为了优化Ti2AlNb钛合金的电子束焊接工艺,利用ANSYS有限元分析软件对壁厚3.5 mm的Ti2AlNb钛合金电子束焊接过程进行数值模拟,运用双椭球热源进行加载,改变电子束流以及焊接速度,分析了电子束流和焊接速度对温度场分布、熔池形貌、熔深、熔宽以及热循环性能的影响,确定了最优的焊接工艺参数。模拟结果显示,焊接速度越小,熔深越大,熔宽也越大;电子束流值越大,熔深与熔宽均增大;电子束流值越大,峰值温度越大;焊接速度越快,峰值温度越小,且升温至峰值温度的时间越短。研究表明,加速电压60 kV,电子束流值为35 mA,聚焦电流380 mA,焊接速度600 mm/min为3.5 mm厚Ti2AlNb钛合金电子束最优焊接工艺参数。     

工艺参数对低碳钢A-TIG焊缝成形的影响

研究了4 mm厚低碳钢钢板在不同工艺参数下A－TIG焊与TIG焊的焊缝成形规律。研究表明:焊接电流大小对焊缝及HAZ的大小及形状有很大的影响,随着电流的增大,熔深及焊缝表面的熔宽都增大,但在相同电流下,A－TIG焊的熔深比TIG焊大,表面熔宽比TIG焊窄;随着电流的增大,HAZ的形貌有明显变化,随着电流的增大,添加活性剂后的A-TIG焊焊缝熔深增大的效果也越来越明显。     

焊接热循环与动态变形测量系统及其应用

基于非电量测量技术,采用热电偶及位移传感器分别采集焊接过程中的焊接热循环和产生的动态变形位移信号,然后通过采集卡进行模数转换,同时结合计算机人机交换作用,开发了焊接热循环与动态变形测量系统。试验结果表明,该系统能够满足焊接过程的变形测量要求,测量系统精度高,具有一定的通用性。同时,从测量结果可以得出,焊接动态变形曲线具有两个特征值,即下挠最大值点和上翘平衡点。两个特征点很好地反映了焊接加热和冷却过程中的内在特点。     

基于数字焊机的脉冲电弧控制研究

通过对脉冲MAG焊和脉冲MIG焊进行研究,利用焊机自身的功能,在相同的焊接电流和焊接电压条件下,调整焊机的脉冲特性;且在相同的脉冲特性下,调整焊接电流和焊接电压,从而获得了电弧宽度与脉冲特性、焊接电压、焊接电流及脉冲波形占空比的关系。试验结果表明:焊接电流和焊接电压相同时,电弧宽度随着脉冲特性的增大而增大;脉冲特性相同时,电弧宽度随着焊接电流和焊接电压的增大而增大。     

高功率激光深熔焊及其在不锈钢焊管生产中应用的障碍(二)——ф630mm不锈钢连续焊管机组焊接方法研究

分析了CO2激光焊的熔深及稳定性实现的三个重要机理性问题:激光束能量怎样稳定地传输给焊接熔池;激光束在焊件上形成熔孔后其周围熔池金属怎样稳定地流动而形成稳定的焊缝;激光束激发的熔孔(小孔)内金属等离子羽团的影响怎样控制。分析了焊缝及热影响区狭窄对激光焊推广应用的影响,介绍了LBW+GMAW组合焊接时两者的间距对熔滴过渡稳定性的影响。列举了高功率激光深熔焊在生产应用中的几个实例并指出了激光深熔焊研究的新动向。