CMT工艺对铝合金焊道尺寸的影响

冷金属过渡(CMT)技术是铝合金电弧填丝增材的一种新型工艺方法。通过中心复合设计试验方案,基于响应面法建立了以CMT模式(CMT、CMT-P、CMT-ADV、CMT-PADV)为类别变量,以焊接参数(焊接电流、焊接速度)为变量因子,铝合金焊道宽度、高度、接触角为响应值的二次回归模型,分析了焊接工艺参数和CMT模式对焊道宽度、高度和接触角的影响,并对焊接工艺参数和CMT模式进行了优化。结果表明,焊接电流和CMT四种模式对焊道宽度、高度和接触角影响的交互作用显著,而焊接速度和CMT四种模式对焊道宽度、高度和接触角影响的交互作用则不显著。     

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。     

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.     

焊接熔池的数学模型及焊接工艺参数的在线最优化

用数学模型方法进行焊接过程的计算和预测,关键是选取合适的计算模型和模型参数。本文介绍了一种用红外测温,对所建立的熔池数学模型参数进行修正的方法。结果表明,修正后的模型基本反映了熔池形成的规律。在此基础上,就所给的焊道尺寸要求值进行了焊接工艺参数优化,取得了较为满意的结果。     

高速GMAW驼峰焊道的产生机理与抑制技术北大核心

GMAW焊接速度高于一定的临界值时,会出现驼峰焊道成形缺陷。采取低成本、可行和有效的工艺措施,对GMAW焊接工艺做出高效化改进,在保证焊接质量的前提下提高GMAW的焊接速度,成为当今研究的热点之一。近年来,国内外焊接科技人员针对高速GMAW驼峰焊道的形成机制、抑制驼峰焊道的技术措施,以及传统GMAW工艺的高效化改进等方面开展了大量的研发工作。文中对此加以归纳和评述,提出该领域仍存在的问题以及进一步的发展动向。     

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.     

高速GMAW驼峰焊道的产生机理与抑制技术

GMAW焊接速度高于一定的临界值时,会出现驼峰焊道成形缺陷。采取低成本、可行和有效的工艺措施,对GMAW焊接工艺做出高效化改进,在保证焊接质量的前提下提高GMAW的焊接速度,成为当今研究的热点之一。近年来,国内外焊接科技人员针对高速GMAW驼峰焊道的形成机制、抑制驼峰焊道的技术措施,以及传统GMAW工艺的高效化改进等方面开展了大量的研发工作。文中对此加以归纳和评述,提出该领域仍存在的问题以及进一步的发展动向。     

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%。     

基于串热源及CCT图的GMAW焊接热影响区组织及硬度预测

将熔化极气体保护焊（GMAW）的热输入处理为三维移动串热源,建立了串热源模型,模拟了JG590低合金钢的GMAW焊接热过程,进行了JG590钢的GMAW焊接工艺实验,通过焊缝横截面熔合线的几何形状以及焊接接头的几何尺寸对所建模型进行了实验验证,分析评价了目前常用的ts／5计算公式,利用JG590钢GMAW焊接热过程的模拟结果,结合其连续冷却组织转变图（CCT图）,成功预测了焊接热影响区（HAZ）的组织及硬度．     

机器人MAG焊工艺参数对焊缝成形的影响

采用机器人MAG焊方法进行平敷焊焊接试验,研究机器人MAG焊金属快速成形过程中重要焊接工艺参数对焊缝成形的影响。采用单因素试验方法,分别试验焊接电流、焊接电压、焊接速度、干伸长对焊缝成形的影响,获得了各不同工艺参数对焊缝几何尺寸(焊缝宽度、余高、熔深)的影响规律。试验结果表明,焊接电流、焊接电压、焊接速度对焊缝几何尺寸的影响显著,干伸长对焊缝几何尺寸的影响较小。通过改变各工艺参数可对焊缝几何尺寸进行微调。     

16MnR钢埋弧焊工艺参数优化及焊缝尺寸预测

为准确获得16Mn R钢埋弧自动焊工艺参数及其焊缝几何尺寸,利用正交回归设计方法和二次回归组合设计方法分别对焊接工艺参数与板厚δ、焊接工艺参数与焊缝几何尺寸的关系进行了优化试验;并利用"spss"软件对试验结果进行了统计分析与检验,建立了焊接电流I、焊接电压U、焊接速度v与板厚δ以及焊缝几何尺寸R_B和R_E与焊接工艺参数间的数学模型。     

脉冲熔化极气体保护焊熔池的视觉传感与实时控制

研究对脉冲熔化极气体保护焊（GMAW）熔池过程采用视觉传感与实时控制方法的可行性问题。由于GMAW过程的熔滴过渡现象的复杂性，尝试模拟焊工通过观察熔池变化等因素来调整焊接参数获取满意的焊缝成形的行为。建立了脉冲GMAW过程熔池视觉传感系统，宏观上将熔滴过渡对熔池特征的影响作为黑箱过程处理，根据脉冲GMAW弧光光谱分布和熔池图像特征提取，实现对脉冲GMAW熔池动态过程的实时检测。采用辨识算法建立焊接动态过程的数学模型，进而设计脉冲GMAW熔宽的PID控制器，实现对脉冲GMAW熔池宽度的实时控制。试验表明，建立的视觉传感系统、图像处理算法以及控制器设计检测与控制熔池变化在一定程度上的能够满足脉冲GMAW焊缝宽度的实时性与精度要求。     

膜式水冷壁对称单元GMAW多焊道焊接工艺参数与变形的关系

基于焊接过程中热弹塑性有限元法,结合膜式水冷壁在实际生产过程中的GMAW焊接工艺参数,采用ANSYS数值模拟和试验相结合的方法,研究了多焊道焊接过程中,各焊道不同的热输入对对称单元焊接变形的影响规律,提出了控制单元焊接变形的方法和热输入的计算模型,并进行了相关试验验证.结果表明,对于对称焊接单元,平焊和仰焊焊道的热输入变化对焊接总变形的影响存在差异,并且存在可使单元总变形减小的仰焊焊道热输入贡献区.在此贡献区内,控制仰焊焊道热输入,将促使焊接单元总变形有效减小.     

摆动电弧传感的窄坡口GMAW过程系统建模和仿真

为了研究窄坡口对焊接过程的影响规律,根据焊接的能量平衡和熔滴平衡等原理对基于摆动电弧传感的GMAW系统进行数值仿真. 针对焊炬高度的大小随着焊炬在坡口中的摆动不断变化,建立了包括焊炬摆动、电弧长度、电弧非线性负载及弧焊电源-电弧四个子系统的数学模型. 并将此数学模型转换为Matlab/simulink环境下,涵盖整个焊接回路的GMAW系统动态特征仿真模型. 结果表明,当焊接工艺参数相同时,运行系统仿真模型,可以获得和实际焊接试验基本相同的电流、电压波形数据.     

波控参数对GMAW焊接性能的影响

在对GMAW焊接性能影响因素的分析的基础之上．通过DSP控制系统对波控参数进行调整与比较，结合实验具体分析波控参数对GMAW焊接性能的影响。结果表明通过对波控参数精确的调节．可以有效地提高GMAW的焊接性能，可以满足不同的焊接工艺的要求。     

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。     

成形参数和搭接量对堆焊成形尺寸的影响

为了分析不同工艺参数对堆焊成形尺寸的影响并确定其最优参数组合,在前期研究的基础上,选取与堆焊成形质量密切相关的3个主要工艺参数,即焊接速度、送丝速度和焊接电压,通过正交试验法设计了焊接试验,并采用极差分析法对试验结果进行了分析。结果表明:焊接速度对焊道熔宽影响最大,而送丝速度对焊道余高影响最大,得到最优参数组合为焊接速度4 mm/s,送丝速度80 mm/s,焊接电压20 V。在此基础上,研究了其焊道搭接量模型,确定出两道焊道之间的最佳搭接距离,通过试验验证了搭接模型的可靠性,最后得到的多道堆焊零件表面平整度较好。     

大厚度钢板双丝GMAW横焊焊接技术研究

研究了大厚度板双丝GMAW横焊焊接技术。针对横焊易出现熔池下淌缺陷,理论分析了焊枪角度对熔池下淌缺陷的影响,阐述了熔池下淌缺陷抑制的机理。采用双丝GMAW焊接技术,分析了焊枪间距对电弧间干扰的影响规律,设计了深度60 mm大厚度板横焊坡口形式,试验获得了单丝和双丝GMAW混合使用的最佳工艺规范参数及合格焊缝,满足了使用要求,提高了焊接效率。     

基于CPSO的点焊工艺参数统计建模和优化

电阻点焊是多种因素交互作用的复杂过程,点焊熔核直径和高度直接影响电阻点焊焊接强度,点焊熔核直径和高度又受到许多工艺参数的影响。对0.7mm厚AISI1008标准钢板进行点焊实验,在分析点焊焊接工艺的基础上,计全因子实验研究焊接熔核尺寸与焊接工艺参数(焊接时间、焊接电流、焊接压力)之间的关系,同时借助Minitab软件对实验数据进行多元线性回归分析,建立焊接熔核尺寸与焊接工艺参数的统计模型,并对焊接熔核尺寸进行预测。利用混沌粒子群算法(CPSO)对统计模型进行优化,获得最大焊接熔核尺寸下的最优工艺参数搭配。实验结果表明,与正交实验法相比,该方法具有更高的可靠性。     

高速GMAW驼峰焊道形成过程的数值分析

基于高速气体金属电弧焊(GMAW)驼峰焊道形成过程的实验观测结果,充分考虑熔池中后向液体流的动量和热焓,在熔池表面变形方程中加入后向液体流的动能项,并将熔滴热焓分布在整个熔池表面层,建立了高速GMAW驼峰焊道形成过程的数值分析模型.模拟了一定焊接条件下的驼峰焊道形成过程及其三维形状与尺寸,与实测结果进行了对比,证明本文模型能够较好地模拟高速GMAW过程,可定量分析驼峰焊道形成过程.