工艺因素对带垫板单面焊焊缝背面成形的影响

采用不同的焊接工艺参数对带垫板单面焊对接缝进行了埋弧焊试验,分析了焊缝背面成形随工艺因素变化的规律。从而有效地提高了埋弧焊焊缝的一次合格率。     

背面CCD视觉传感焊缝成形参数的自动提取

焊缝成形参数的自动检测技术的开发对焊接质量的提高和自动化生产的实现具有重要意义。文中建立了背面视觉传感焊缝成形参数自动检测系统,通过分析背面焊缝特征,其灰度直方图呈三峰结构,采用迭代法进行二次区域阈值自动的提取,再进行三值化处理,内部噪声点的剔除等图像处理流程,快速准确地分割出熔池和热影响区,并提取出熔池和热影响区的几何尺寸等成形参数。结果表明,该方法可避免强弧光、飞溅、电磁等信号的干扰,能保证焊接的稳定性,从而满足工业生产的需要。     

7A52铝合金搅拌摩擦焊的焊缝成形

针对7．6mm厚的7A52铝合金，研究了搅拌头的形状和焊接工艺参数对焊缝成形的影响，分析了搅拌摩擦焊缺陷产生的原因。结果表明，搅拌头的形状决定了焊接时焊缝成形的旋转速度范围；搅拌头旋转速度、焊接移动速度、焊接倾角、搅拌头轴肩压入被焊接件表面深度等都对搅拌摩擦焊焊缝成形有重要影响，只有合适的工艺匹配才能保证焊缝成形良好。     

高强铝合金双脉冲VPPA焊缝成形机理

建立双脉冲VPPA(variable polarity plasma arc)焊接系统,进行7A52高强铝合金双脉冲VPPA焊接工艺试验,研究低频脉冲调制叠加高频脉冲对VPPA焊接过程中焊缝成形和焊缝力学性能的影响. 结果表明,低频脉冲周期性振荡液态熔池,可获得表面饱满的鱼鳞纹焊缝;高频脉冲使电弧更为集中,有效地提高了电弧能量密度,穿透力加强;双脉冲耦合振荡加强了对熔池的搅动作用细化了铝合金焊缝晶粒. 焊接接头抗拉强度达到384.13 MPa,相比VPPA焊接接头强度提高了10.21%左右;焊接接头断面收缩率和断后伸长率均有一定程度的提高. 铝合金双脉冲VPPA焊接工艺提高了焊接接头力学性能.     

高强铝合金VPPA-MIG复合焊接焊缝成形机理

VPPA-MIG复合焊集VPPA穿透力强和MIG焊熔敷效率高的优点,弥补了单VPPA焊工艺区间窄且需立焊和MIG焊熔深浅的不足. 使用Red Lake Y4高速摄像获取6 mm厚2A12铝合金VPPA-MIG复合焊接熔池图像,建立了熔池受力模型. 对比分析了复合热源不同能量配比对焊缝成形和熔池形貌的影响及VPPA-MIG与单MIG焊缝成形特点. 结果表明,VPPA-MIG复合热源相比单VPPA热源易保持焊缝成形稳定性. VPPA电流接近穿孔阈值时,配合较低功率MIG热源可以获得6 mm厚2A12铝合金良好焊缝成形;VPPA能量比例过低时,小孔较浅,熔化效率较低,不能起到增加熔深的作用;VPPA能量比例过大,易使熔池失稳,焊缝成形不良. 热源输入功率相同时,VPPA-MIG复合焊比MIG焊显著增加焊缝熔深和深宽比,提高生产效率.     

交流脉冲TIG焊工艺参数对铝合金焊缝成形的影响

在LF6铝合金交流脉冲TIG焊过程中,焊接工艺参数(I_m、I_j、f_m、M_k、Q_(Ar))对焊缝正、背面成形的影响进行了试验。结果证明,脉冲焊的去氧化膜、抗气孔能力及接头机械性能均优于连续焊。该工艺已用于生产。     

周期超声对铝合金TIG焊缝成形影响机制分析

超声可以影响铝合金TIG焊熔池结晶与焊缝成形,文中对超声场下铝锂合金TIG焊缝成形的机制进行了分析.文中分析了超声作用下焊缝宏观形貌及熔池上表面振动的变化,并通过有限元分析了超声对熔池流动的影响.周期超声使焊缝出现周期性的凸起,焊缝熔宽有变小趋势.超声使熔池上表面振动幅度增大,周期超声使熔池上表面产生周期性的振动.对焊缝周期性凸起产生的机制进行分析.结果表明,声流使熔池流动速度增大,熔池边缘熔体流动状态变化,熔池凝固后在熔池边缘产生凸起.周期超声周期性地影响熔池的流动及凝固,因此熔池边缘产生周期性凸起.     

大口径5A06铝合金带焊缝波纹管电磁成形工艺机理

针对大口径5A06铝合金带焊缝波纹管采用传统工艺成形困难的问题,开展了带焊缝波纹管电磁成形工艺机理的研究。基于有限元软件LS-DYNA R8建立了大口径5A06铝合金带焊缝波纹管电磁成形有限元模型。基于电磁成形过程中管件成形过程、所受电磁力分布和变形历史的分析揭示了带焊缝波纹管电磁成形工艺的成形机理。结果表明,在带焊缝波纹管电磁成形过程中,管件发生多次“碰撞—反弹”的周期性变化,焊缝处材料的变形略微早于母材;管件受到的电磁力沿厚度方向由内到外逐渐降低;碰撞效应引起管件的能量损耗与应力释放,管件反弹量随着碰撞后应力的重新分配逐渐减小,进而实现带焊缝波纹管的高精度成形。     

5A02铝合金CO_2激光焊接工艺与焊缝成形

对5A02铝合金的CO2激光焊接工艺进行试验研究,确定合理的激光焊接工艺参数(焊前准备处理、气体保护、离焦量、焊接热输入等)。针对铝合金对CO2激光吸收率极低,进行了表面预置硅粉焊接,提高了吸收率。2mm厚5A02铝合金板材CO2激光深熔焊的临界功率为1.25kW,熔合区横截面形状为酒杯状。通过试验确定了烛缝成形最理想的激光焊接工艺参数。     

铝合金万瓦级激光-MIG 电弧复合焊缝成形

针对5A06铝合金进行了万瓦级激光-MIG电弧复合焊接工艺试验,分析了激光功率、离焦量、焊接速度、光丝间距对焊缝成形的影响。结果表明,万瓦级激光-电弧复合焊的焊接窗口窄、焊接过程不稳定,焊缝易出现驼峰、凹陷、咬边等缺陷。激光功率、离焦量和焊接速度对焊缝熔深影响较大,激光功率由10 kW增加至30 kW,焊缝熔深增加18 mm,达到29 mm。光丝间距对焊缝熔深熔宽影响较小。通过调节工艺参数,可明显改善铝合金万瓦级激光-MIG电弧复合焊的焊缝成形,适当的工艺参数下,可在达到最大熔深的同时获得具有稳定表面成形的焊缝。     

超声振动对铝合金搅拌摩擦焊焊缝成形的影响

通过超声工具头直接将超声振动施加在搅拌头前方的待焊工件上,在超声振动的条件下对工件进行搅拌摩擦焊,并开展了试验研究,考察了超声振动对6 mm厚6061-T6铝合金平板搅拌摩擦焊焊缝表面成形、截面轮廓、内部缺陷的影响。试验结果表明,施加超声使焊缝表面成形更加光滑美观,接头搅拌区的体积有所增大,在部分工艺参数下能够消除焊缝内部产生的孔洞缺陷。     

电子束焊接铝合金焊缝表面成形表征量

基于图像传感方法,研究了铝合金电子束焊接过程特征区域LR(后长)和W(宽)的变化情况,通过分析LR和W的波动性与焊缝表面成形之间的对应关系,确定了电子束焊接铝合金焊缝表面成形表征量.结果表明,vRL(LR的变异系数)和vW(W的变异系数)均可表征焊缝表面成形.vRL是从焊接熔池运动变化的因变量角度进行表征,而vW是从焊接熔池运动变化的自变量角度实现表征,但二者的表征效果相同.     

铝合金等离子弧立焊焊缝成形稳定性的研究

本文采用可调正负半波能过时间比的方波交流电源研究了厚板铝合金穿孔离子弧立焊焊缝成形稳定性和焊接参数对焊缝成形的影响。试验表明：获得良好焊缝成形的关键是穿孔熔池的稳定建立和焊接过程穿孔熔池的稳定存在，而穿孔尺寸的大小可允许在较宽范围内波动。在正确控制焊枪行走和送丝条件下，可以可靠地实现厚板铝合金的立焊过程，并得到满意的焊缝成形，工艺再现性好。     

不锈钢焊缝背面保护剂的研制

针对304不锈钢的焊接研制出了一种可用于TIG焊的背面保护剂,主要由MgO、Al_2O_3、TiO_2、MnO、CaO等组成。采用定性打分法分析了单一保护剂对焊缝背面抗氧化性、成形性的影响,在此基础上结合304不锈钢合金系统的特点,确定了保护剂的组成成分。利用正交试验得出了各组元含量的变化对焊缝背面抗氧化性、成形性的影响规律。所得到的配方可以有效防止焊缝背面氧化,促使背面成形良好,对简化不锈钢焊接时的背面保护工艺具有重要意义。     

消除单面焊双面成形焊缝背面缩孔的一种方法

采用单面焊双面成形方法焊接时,第1层焊缝背面常产生缩孔.为了解决这一问题,经过多年焊接试验找到一种方法:在熄弧时采用两点击穿熄弧法,焊接时焊条与焊缝的夹角在25.～30.,结合月牙形断弧焊操作法,使电弧能深入到熔池根部和背面,加强了对熔池正反两面的保护,从而消除了单面焊双面成形焊缝背面出现的缩孔,焊缝经过X射线探伤合格率可达100％.     

2A14铝合金变极性等离子横向焊缝成形特点

对6 mm厚2A14铝合金变极性等离子弧横向焊接的难点及焊接工艺参数的特点进行了研究,通过横向焊穿孔熔池受力分析,阐释了变极性等离子横向焊缝成形缺陷产生的原因.变极性等离子弧横向焊接的难点是焊缝正面和背面的咬边缺陷及焊缝上部(靠近熔合线)宏观气孔的聚集.稍小的焊接线能量有利于消除横向焊缝正面咬边缺陷,稍大的焊接线能量有利于消除焊缝背面咬边缺陷.分析认为变极性等离子横向焊缺陷的产生与穿孔熔池受力平衡及重力方向改变导致的流动密切相关.     

外加纵向磁场GTAW焊缝成形机理

以外加间歇交变纵向磁场GTAW（气体保护钨极氩弧焊）为研究对象,通过采用测量相关参数和拍摄电弧的方法,研究了间歇交变纵向磁场GTAW焊接低碳钢、不锈钢和铝合金等材料焊缝成形发生变化的规律和原因。认为在本研究条件下,无论处于溶池下方还是上方的单励磁线圈产生的外加纵向磁场都使GTAW焊接电弧特征、熔池行为和结晶过程发生了变化,从而导致焊缝成形的改变;同时发现当励磁线圈和电弧中心线不同轴心时,外加磁场对焊缝成形的影响较为强烈,其中铁磁性材料所受影响较显著。     

不同脉冲频率条件下2219-T87高强铝合金焊缝成形行为

采用复合超高频脉冲方波变极性钨极氩弧焊接技术完成了2219-T87高强铝合金平板堆焊试验,分析了脉冲电流频率对焊缝成形特征的影响及其规律.结果表明,脉冲电流频率对电弧特性及熔池流动行为有较大影响,造成焊缝熔宽、熔深及熔透率出现显著变化.脉冲频率f_H<60 kHz时,焊缝熔宽、熔深随脉冲频率的增加而增大,熔透率在f_H<35 kHz时基本保持不变,在f_H>35 kHz时出现显著提升,较常规变极性氩弧焊(VP-GTAW)至少提高了34%;当脉冲频率达到60 kHz时,焊缝熔透率达到最大,较VP-GTAW提高了约60%;脉冲频率f_H>65 kHz时,熔宽、熔深及熔透率呈现回落趋势.     

单组分活性剂对铝合金A-TIG焊焊缝的影响

针对6 mm的6061铝合金试板,选用SiO2,TiO2,Cr2O3,CaF2,BaCl2共5种单一成分活性剂进行铝合金交流A-TIG焊工艺试验,研究活性剂对A-TIG焊焊缝表面成形及宏观形貌的影响,并结合焊接过程电弧形态变化,分析熔深增加机理.结果表明,5种单一成分活性剂均可改善焊缝熔深,其中SiO2增加焊缝熔深效果最好,CaF2效果不明显;涂覆SiO2时表面成形比涂覆其它活性剂时差,其中TiO2表面成形最好;电弧进入活性剂区时无明显收缩,认为熔深增加是活性剂的引入导致导电通道电阻变化引起的电弧热输入增加的结果.     

焊接工艺对6005A铝合金激光-MIG复合焊焊缝成形的影响

采用CO2激光-MIG复合焊焊接2.5 mm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、MlG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.