铝合金薄板脉冲MIG焊低热输入工艺

利用数字化焊接电源在AA6061铝合金板上进行了单脉冲,双脉冲和梯形波三种脉冲熔化极焊接工艺的平板堆焊试验.分别通过改变基值时间、焊接速度两种方式来探讨焊接工艺参数对铝合金薄板脉冲MIG焊输入能量及显微组织的影响机理.结果表明,提高焊接速度和通过调节低能量脉冲群的脉冲个数与调节低能量脉冲群的脉冲基值时间来增大基值时间均可以降低热输入,且通过增大基值时间来降低热输入的方式能够细化焊缝组织中的晶粒尺寸,而增大焊接速度则可以提高焊接接头的硬度.     

VP PMIG焊接电弧能量控制

研制了基于DSP控制的逆变式交流脉冲MIG焊接系统,并用于薄板铝合金焊接.对电弧形态、焊丝熔化速度、焊缝尺寸的影响规律等进行了实验研究.实验表明,随着EN极性占整个变极性电流周期比率提高,焊丝熔化速度增大,电弧热输入减少,焊缝熔深变浅.这些特征可以用于解决薄板焊接的烧穿问题.     

热输入对铝合金双脉冲MIG焊接头性能的影响

采用双脉冲MIG焊技术对6061-T6铝合金进行对接连接,研究热输入对焊接过程、接头显微组织结构及力学性能的影响. 结果表明,在一定热输入范围内,双脉冲MIG焊焊接过程稳定,飞溅极少,焊缝呈现为美观的鱼鳞纹. 热输入较小时,焊接接头存在明显的未熔合和气孔缺陷,造成抗拉强度较低. 随着热输入的增加,焊接接头的热影响区宽度和熔合区晶粒尺寸逐渐增大,未熔合和气孔缺陷减少,抗拉强度显著提高.     

铝合金6061高转速无倾角微搅拌摩擦焊温度分布研究

对0.8 mm厚6061铝合金超薄板微搅拌摩擦焊过程进行测温实验,并对微搅拌摩擦焊过程工件温度控制技术进行研究,分别研究了工艺参数如焊接速度、主轴转速、下压量以及焊接过程外加压缩空气冷却等因素对微搅拌摩擦焊过程工件温度的影响。测温实验结果表明,随焊接速度的升高,焊接热输入降低,温度峰值下降,冷却速度值减小,主轴转速越高,热输入越大,温度峰值上升,冷却速度值增大。当下压量增大,产热剧烈升高,下压量从0.05 mm增大至0.1 mm,距离焊缝5 mm处的温度峰值从72.28℃上升至115.06℃,增加了54.65%。在保证焊接质量的前提下,尽量降低下压量对控制温度峰值具有良好的效果。此外,外加气冷是控制温度峰值的有效手段,对冷却速度的影响最大。加气冷时冷却速度值增大约为未加气冷时的4倍,有利于降低高温停留时间,改善焊缝冷却过程。     

薄板TC4钛合金TIG电弧和激光焊接接头晶粒尺寸与微观组织

对薄板TC4钛合金进行TIG电弧和激光焊接技术研究,重点分析了TIG焊接电流、焊接速度和激光输出功率对TC4钛合金焊接接头晶粒尺寸、微观组织和显微硬度的影响规律. 试验结果表明,在实现薄板TC4钛合金完全熔透的条件下,激光焊接具有更小热输入,接头焊缝区和热影响区宽度也显著降低. TIG焊接接头晶粒尺寸随热输入增加,呈现增加趋势. 随距焊缝中心位置增加,焊接接头晶粒尺寸均逐渐降低. TC4钛合金激光焊接接头焊缝区呈现魏氏组织特征,针状α'马氏体细小. 近缝热影响区组织为网篮状α'马氏体,而近母材热影响区为未转变α相和针状α'马氏体的双相组织. 随距焊缝中心位置增加,马氏体生成量逐渐减少,焊缝显微硬度值呈现降低趋势;同时相比于TIG焊接,TC4激光焊接接头具有更高的显微硬度.     

脉冲参数对超薄板脉冲微束等离子弧焊焊缝成形及焊接热输入的影响

通过实验和数值模拟方法研究基/峰值电流、脉冲频率和占空比对不锈钢超薄板脉冲微束等离子弧焊缝成形及焊接热输入的影响。结果显示,不同超薄板脉冲微束等离子弧焊脉冲参数下共会得到5种焊缝成形,分别为焊缝不连续型、焊缝连续但宽度不一致型、熔池重熔型、鱼鳞纹型和光滑连续型。通过减小基/峰值电流差值、增大占空比及增大脉冲频率,可以使得焊接热循环动态变化趋于平稳均匀,从而获得光滑连续的焊缝。     

Al–Mg合金间隙脉冲焊修工艺

针对普通脉冲氩弧焊焊接铝合金存在温度高、热变形大的问题,研发了间隙交流脉冲氩弧焊焊修工艺,并进行了试验,测试分析了堆焊层及热影响区的显微硬度、显微组织以及焊缝上标定点及试板中局部区域的温度场分布。结果表明,热影响区宽度随焊接电流的增大而增大,焊接热量输入也增多。在相同电流条件下,间隙脉冲焊接热量累积较少,热影响区小,晶粒相对细小,硬度值相对较高。与连续脉冲焊接相比,间隙脉冲焊修工艺作用到基体上的能量比较少,相对比较集中,热量累积较少,使整个热影响区的温度上升比较平缓,温度较低,晶粒相对细小,堆焊层及热影响区硬度高。     

Al–Mg合金间隙脉冲焊修工艺

针对普通脉冲氩弧焊焊接铝合金存在温度高、热变形大的问题,研发了间隙交流脉冲氩弧焊焊修工艺,并进行了试验,测试分析了堆焊层及热影响区的显微硬度、显微组织以及焊缝上标定点及试板中局部区域的温度场分布。结果表明,热影响区宽度随焊接电流的增大而增大,焊接热量输入也增多。在相同电流条件下,间隙脉冲焊接热量累积较少,热影响区小,晶粒相对细小,硬度值相对较高。与连续脉冲焊接相比,间隙脉冲焊修工艺作用到基体上的能量比较少,相对比较集中,热量累积较少,使整个热影响区的温度上升比较平缓,温度较低,晶粒相对细小,堆焊层及热影响区硬度高。     

脉冲TIG焊工艺参数对薄板不锈钢焊缝成形的影响

采用脉冲TIG焊接方法焊接薄板奥氏体不锈钢,研究了焊接峰值电流、基值电流、占空比、脉冲频率等工艺参数对焊缝成形的影响。试验结果表明:宏观形貌最优参数为:峰值电流为21A、基值电流为8A、占空比为45%、脉冲频率为8Hz;随着峰值电流和占空比的增大,热输入随之增大。     

焊接工艺对SS400钢单道次焊接组织和显微硬度分布的影响

为了得到焊接工艺对SS400薄板单道次焊接组织和显微硬度分布的影响,利用焊条电弧焊采用不同焊接工艺对SS400薄板进行了焊接试验,并对接头组织和显微硬度分布进行观察和分析。试验结果表明:热输入对焊缝组织有较大影响。当采用低热输入HJ506焊条进行焊接时,焊缝中产生了大量针状铁素体,且组织晶粒细小。当采用HJ422较小能量焊接时,熔合区出现了软化现象,软化区的硬度较母材平均硬度降低幅度约10%。焊接工艺对粗晶区组织影响较小,均为粗大的晶粒组织,无软化现象。     

Al-Mg合金间隙脉冲焊修工艺

针对普通脉冲氩弧焊焊接铝合金存在温度高、热变形大的问题,研发了间隙交流脉冲氩弧焊焊修工艺,并进行了试验,测试分析了堆焊层及热影响区的显微硬度、显微组织以及焊缝上标定点及试板中局部区域的温度场分布.结果表明,热影响区宽度随焊接电流的增大而增大,焊接热量输入也增多.在相同电流条件下,间隙脉冲焊接热量累积较少,热影响区小,晶粒相对细小,硬度值相对较高.与连续脉冲焊接相比,间隙脉冲焊修工艺作用到基体上的能量比较少,相对比较集中,热量累积较少,使整个热影响区的温度上升比较平缓,温度较低,晶粒相对细小,堆焊层及热影响区硬度高.     

深冷处理对6061铝合金冷金属过渡焊接接头组织和力学性能的影响

对6061铝合金板材进行了冷金属过渡(CMT)焊接试验,并对焊接接头进行了不同时间的深冷处理,分析了深冷处理时间对6061铝合金冷金属过渡焊接接头组织和性能的影响。结果表明:深冷处理对改善焊接接头焊缝区性能有显著效果。深冷处理后焊接接头焊缝区有更多的第二相析出,焊接接头的抗拉强度、伸长率和焊缝显微硬度都得到提高,30 h深冷处理后接头的抗拉强度、伸长率和焊缝显微硬度达到最大值,分别为212.4 MPa、12.65%、93.1 HV。     

热源同轴辅助搅拌摩擦焊工艺特性分析

研究了激光同轴辅助搅拌摩擦焊中激光/搅拌摩擦焊的热量分配对不同系列铝合金焊缝成形、接头力学性能及显微组织的影响,并得到了相应的优化能量分配条件.结果表明,加入激光辅助热源可有效扩大工艺参数窗口,特别是流动性差的5A06和2219铝合金,焊接速度可提升30%以上.激光辅助热源对6061及5A06铝合金焊接接头性能影响较小,对2219铝合金搅拌摩擦焊接头的性能影响明显,焊接热输入增大后,接头性能下降,但总得来说,加入激光辅助热源能够在更小的焊接热输入下获得更高的接头性能.     

热输入对LNG运输车储罐用9Ni钢埋弧焊接头组织和性能的影响

通过埋弧焊的方法,采用三种线能量对22mm厚的9Ni钢板进行对接焊,对焊接接头金相组织进行观察,并对接头进行拉伸、弯曲、冲击、硬度等试验检验。结果表明,采用三种线能量的埋弧焊接头粗晶区组织均为马氏体,不完全正火区组织为回火马氏体和少量奥氏体,随着热输入的增加马氏体板条粗化;三种线能量的埋弧焊接头拉伸、弯曲性能均合格,随着线能量的增加,接头抗拉强度基本没有影响,而焊缝和热影响区-192℃冲击功均降低,且焊接热输入对HAZ冲击韧性影响比焊缝大;硬度测试结果表明,焊缝和热影响区硬度值均明显高于母材,临近母材的热影响区边界处均出现一个软化区,随热输入的增加,焊缝及热影响区最高硬度均提高,而软化区硬度几乎不变。     

不同焊速下6061铝合金FSW接头组织及性能

设置搅拌头的转速为变量,设计FSW对接试验,对8 mm厚6061-T6铝合金板材进行搅拌摩擦焊接,研究不同焊接速度下焊缝宏观形貌、焊接接头显微组织、力学性能等的变化规律。结果表明,焊缝宏观形貌与n/v值有关,n/v值过大,RS侧产生飞边缺陷;n/v过小,AS侧出现沟槽。焊接接头不同区域的显微组织存在差异和明显的边界。焊接接头维氏硬度曲线呈现左右不对称的W形,焊核区的硬度值高于热机影响区和热影响区的,且热影响区的硬度值最小,焊核区内,硬度最大值在AS侧。搅拌头转速一定时,随着焊接速度的提高,焊接接头的抗拉强度和伸长率先提高后略有降低;当n/v值接近10时,焊缝外观成形良好,无明显缺陷,焊缝各区域晶粒细小,沉淀相适量,焊接接头的显微硬度最高,抗拉强度达到母材的74.6%,伸长率为7.8%,性能最好。     

脉冲激光焊在薄板中的应用研究进展

不锈钢、铝合金、钛合金和镁合金等薄板广泛应用于工业领域。脉冲激光焊凭借其能量密度集中、热输入可控性好、焊接过程稳定性好等优势,在薄板焊接领域得到广泛的应用。从焊缝的成形、微观组织和力学性能等方面,对脉冲激光焊在薄板中的应用研究进展进行了回顾。     

高速列车用6061和7N01铝合金焊接接头断裂韧性分析

按照国家标准GB/T 21143-2007《金属材料准静态断裂韧度的统一试验方法》求得高速列车用6061和7N01铝合金焊接接头中焊缝、热影响区和母材3个区域的CTOD值δ_c和J积分值J_c,借助于数理统计的方法对焊接接头的断裂韧性进行了分析,并结合金相组织和断口形貌分析了它们之间关系.结果表明,对数正态分布对小样本断裂韧性数据拟合程度最好;6061和7N01铝合金焊接接头中各区域δ_c值和J_c值热影响区最大,焊缝次之,母材最小;6061和7N01铝合金焊接接头比较,7N01铝合金焊接接头中母材和焊缝的δ_c值和J_c值都优于6061铝合金焊接接头的相同区域;热影响区的δ_c值6061铝合金优于7N01铝合金;而热影响区的J_c值7N01铝合金优于6061铝合金.     

6061铝合金光纤激光填丝焊工艺与性能研究

采用光纤激光填丝焊工艺对6061铝合金进行焊接,研究了激光功率、焊接速度和送丝速度对铝合金激光焊接接头质量和热输入对接头拉伸性能的影响。结果表明,6061铝合金激光填丝最佳焊接工艺为激光功率2 k W、焊接速度3 m/min、送丝速度1.5~3.0 m/min。激光焊接接头抗拉强度随热输入增加而降低,热输入由80 J/mm增加到146J/mm,抗拉强度由218 MPa降低到206 MPa。     

基于SYSWELD的铝钢薄板CMT焊接温度场数值模拟

使用冷金属过渡(cold metal transfer,CMT)焊对1 mm厚的6061-T6铝合金和Q235镀锌钢薄板进行了搭接焊试验,并使用SYSWELD有限元软件对铝钢薄板搭接焊的温度场进行了数值模拟,研究了焊接速度对铝钢异种金属CMT焊接温度场的影响。结果表明,焊接电流为68 A,焊接电压为10.9 V,送丝速度为3.9 m/min,焊接速度为0.56m/min时,焊缝成形较均匀。铝钢薄板搭接焊时,温度场偏向铝板一侧,呈非对称分布;在焊接电流、焊接电压和送丝速度相同时,焊接速度越高,热输入越小,焊缝越窄。     

焊接参数对超高强度马氏体时效不锈钢焊接接头组织性能的影响

选用不同的焊接参数对某新型无钴马氏体时效不锈钢进行直流TIG焊,对焊接接头宏观和微观组织进行了观察对比分析,并从焊缝中心到热影响区边缘进行了显微硬度测试.结果表明,该型马氏体时效钢焊接接头主要为连续板条马氏体组织,材料焊接性能良好.焊缝中心有大量的8铁素体产生.随着焊接速度的增加,线能量的降低,铁素体减少,板条马氏体组织有减小的趋势;接头的显微硬度随距离焊缝中心距离的增加而增大,到达峰值后下降到一稳定值区域.焊缝中心处显微硬度随线能量增加而降低.