小功率脉冲激光-TIG电弧复合焊的电弧及熔池行为研究

利用小功率脉冲激光-TIG电弧复合焊在2mm厚度的不锈钢上进行堆焊,研究脉冲激光束(持续时间4 ms、峰值300 W、频率15 Hz)对电弧形态、熔池行为和焊缝成形的影响。结果表明,脉冲激光加入后,电弧中心高温区发生膨胀,并将电弧阳极斑点稳定在激光斑点处,TIG电压发生升高。当脉冲激光作用到熔池上时,熔池液态金属迅速向后方流动,熔池长度迅速增大;激光脉冲消失1ms后,熔池长度才开始逐渐减小,2 ms后液态金属向前回流,致使焊缝表面形成了鱼鳞纹,改善了焊缝表面成形。激光-TIG电弧复合焊的熔深是TIG焊的1.77倍,是激光焊熔深的2.6倍。而在相同熔深下,复合焊接速度比TIG焊提高了50%。     

钛合金K-TIG深熔焊热源开发与数值仿真

K-TIG是在传统TIG焊基础上,将焊接电流提高到300 A甚至更高并配合钨极冷却系统形成“匙孔”效应,最终实现大熔深的焊接工艺方法。K-TIG焊缝熔宽相对于等离子和激光焊接等焊接方法较宽,熔池体积较大。传统的热源模型不适合K-TIG焊热源分布特点,基于SYSWELD仿真平台和钛合金K-TIG焊接实验结果,开发钛合金K-TIG深熔焊数值仿真组合热源模型。结果表明,双椭球热源分配系数取0.75,作用深度取4 mm时,仿真熔池与实际接头横截面相符,正面熔宽为12 mm,且背部熔宽为5 mm。温度热循环曲线和残余应力有限元仿真结果与实验结果基本一致,验证了所建立的K-TIG热源模型的准确性。     

交流脉冲TIG焊波成形过程数值分析

考虑到电弧驱动力的影响,建立了在交流脉冲钨隋性气体（TIG）焊过程中焊波成形的三维瞬态数值分析模型。为避免焊丝熔化成熔滴后对电弧熔池表面波动的影响,当电弧在2024铝合金基板上扫描时,送丝机不送丝。结果表明,当电流在基值与峰值之间切换时,熔池表面呈周期性的波动,且随着电弧的移动,熔池后沿逐渐凝固。在大温度梯度下冷却的熔池表面在恢复平整前就已经凝固,从而形成焊波。焊波形成频率与电流脉冲频率相同,且相邻焊波间距约等于电弧扫描速度与电流脉冲频率的乘积。     

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.     

外加轴向磁场K-TIG横焊电弧形态及焊缝成形

深熔K-TIG焊是一种单面焊双面成形的高效焊接技术，在中厚板材制造中得到广泛的应用。为探究磁场影响电弧形态的机理，采用数字图像处理技术对不同磁场强度下的电弧形态进行了研究。结果表明，轴向磁场对电弧上部和电弧下部呈现不同的作用效果，电弧上部的挺度大于电弧下部的，在相同焊接工艺参数下，电弧上部受磁场影响的波动幅度比电弧下部小，磁场强度对电弧的影响呈现非线性关系，深熔K-TIG焊电弧属于自由电弧，形成的熔池面积较大，在横焊工艺中，熔池因重力效应而出现下淌，进而影响焊缝成形。文中提出了一种通过磁场辅助抑制熔池下淌的方法，通过轴向磁场与熔池的电流相互作用，产生与重力方向相反的电磁力，进而抑制熔池下淌，轴向磁场适用于改善K-TIG横焊焊缝成形。     

变极性脉冲MIG焊的控制

研究变极性脉冲MIC焊的主要目的是控制形成浅焯缝,高效焊接铝合金薄板变极性脉冲MIG蚌的控制系统由逆史控制系统和单片机控制系统构成。控制系统协调控制电弧极性、电弧稳定性、焊丝熔化及熔滴过渡、电弧电压等焊接参数,获得稳定的焊接过程。变极性脉冲MIG焊在电弧EP极性时,利用脉冲电流熔化焊丝、形成熔滴过渡,电弧EN极性时电弧沿焊丝端上爬,EN极性电孤促进焊丝熔化、减小电弧对熔池的加热作用,减小焊缝熔深,焊接薄板时其有独特优势。     

变极性脉冲MIG焊接工艺

直流且焊丝为正极性的脉冲MIG焊，电孤稳定，焊缝熔深大，焊接薄板时，为了防止烧穿及熔池下塌。容易产生咬边等焊接缺陷。直流且焊丝为负极性的MIG焊，电弧沿焊丝上爬，电弧不稳定，熔滴不易过渡，焊接熔池浅，容易出现融合不良、凸焊道等焊接缺陷。变极性脉冲MIG焊，焊丝为正极性时控制焊丝熔化及熔滴过渡，焊丝为负极性时电弧沿焊丝上爬促进焊丝熔化及减小电弧对熔池的加热作用，减小焊缝熔深形成浅熔深的特性，焊接薄板具有独特优势，是MIG焊的最新研究进展。     

考虑自由表面的TIG焊熔池行为数值模拟

根据TIG焊接过程中的实际情况,利用VOF方法追踪自由表面,建立了包括自由表面的三维瞬态TIG焊熔池模型。采用FLUENT软件,考虑浮力、电弧压力、电磁力以及表面张力,对不同焊接电流下的TIG焊熔池行为进行数值模拟,得到了熔池的温度场、流场和自由表面变化情况。结果表明:所建立的TIG焊熔池模型是正确的,随着焊接电流的增大,熔池最高温度升高,熔深、熔宽以及自由表面变形程度也随之增大。     

高频脉冲TIG焊焊缝组织与性能研究

通过采用高频脉冲TIG焊和常规TIG焊焊接不锈钢板进行性能对比试验,分析了焊接生产效率、焊缝熔深和熔宽、焊缝熔合区和焊缝区金相、力学性能和断口扫描电镜等。对试验结果分析后发现:随着脉冲电流频率的不断提高,电弧收缩及电弧力也相应增大,同时电弧作用面积减小,电弧能量密度更集中,从而提升焊接生产效率。不仅如此,在脉冲频率提高的情况下,熔宽和熔深也发生相应改变,大大提高了熔透率,焊缝显微组织晶粒细化,接头力学性能增强。     

工艺参数对304不锈钢脉冲Nd∶YAG激光/TIG电弧复合焊焊缝成形的影响

研究了304不锈钢脉冲Nd:YAG激光TIG电弧复合热源焊接工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,脉冲Nd:YAG激光/TIG电弧复合焊焊缝横截面面积大于单一激光焊焊缝横截面面积与单一TIG焊焊缝横截面面积之和,具有协同效应;激光功率增大时,复合焊焊缝熔深和熔宽均增大,复合焊焊缝横截面面积增大,复合热源热效率也增大;离焦...     

华南地区船舶焊接工艺技术与装备应用回顾与展望

在概要介绍当前华南地区船舶行业发展态势的基础上,回顾了二十多年来华南地区船舶焊接工艺技术与装备应用的基本情况,展望了今后一段时期华南地区船舶焊接技术的发展趋势,并提出了有关改进建议.     

论焊接科学与工程

阐述焊接科学与焊接工程有关问题，从其内含和现状以及发展趋势进行了分析，用系统工程的方法分析了相互之间的关系。     

智能化机器人焊接技术在大型水电部件中的应用

介绍大型水电部件的结构特点和智能机器人焊接技术的特点,智能机器人焊接技术应用于发电设备行业,在焊接效率和质量、制造成本和周期、操作安全环境、特殊位置焊接等方面具有不可替代的优势,是基础装备制造业提升焊接技术水平的关键,推广智能化机器人焊接技术具有重要意义。     

铝合金激光-小功率脉冲MIG电弧复合热源焊接特性分析

针对5A06铝合金,通过一系列对比数据综合分析了MIG焊和激光MIG复合热源焊接技术在焊缝熔深、焊缝成形、焊接速度、焊接热输入等方面的优缺点.结果表明,在MIG平均电流小于200 A的小功率脉冲MIG电弧区域内,等热输入且等焊接速度条件下,激光-MIG复合热源焊接技术与MIG相比可以提高焊缝深宽比1～2倍,增加焊缝熔深0.43～2.5倍;等热输入且等平均焊接电流条件下,与MIG相比,激光MIG复合热源焊接技术可以提高焊接速度0.6～1.5倍,增加焊缝熔深0.5～5.9倍;激光MIG复合热源焊接技术可以用高于MIG焊0.6～6.5倍的焊接速度和更小的焊接热输入获得与MIG同样的焊缝熔深;与MIG焊相比,激光MIG复合热源焊缝的铺展性更好,更适合于高速焊接;MIG复合2 kW的激光能量后会增加平均电弧电压、减小平均电流.     

聚酯反应器熔化极气体保护焊接

MAG焊因其高效受到焊接界的青睐，但因飞溅大和形差有其引起机械性能下降等原因，在压力容器焊接上一直受到限制。随着国内外MAG焊设备、工艺和焊接材料的技术进步，这一局面正在得到改观。介绍了聚酯反应器夹套封头／端盖焊接上采用MAG焊的一些情况，着重介绍了如何从焊接工艺、焊接设备、焊接材料方面解决飞溅和成形问题。     

基于DH36船用钢材的垂直气电焊工艺

针对DH36船用钢材编制了垂直气电自动焊焊接工艺,并进行焊接工艺认可试验。以垂直气电焊技术代替传统的人工焊接技术,实现了DH36船用厚板立缝的一次焊接成形,它凭借焊接速度快、焊缝质量好等优点,得到了广泛地应用。     

40Cr—9SiCr钢的超塑焊接工艺

４０Ｃｒ、９ＳｉＣｒ钢经预处理和表面处理后可在空气炉中实现超塑性固相焊接，其焊接工艺条件为：温度７７０～７９０℃、应变速率２～３×１０（－４）ｓ（－１）、预压力６０～８０ＭＰａ、时间３～７ｍｉｎ，焊接强度接近基材４０Ｃｒ钢强度     

STT根焊技术在管道焊接中的应用

分析了STT根焊技术的特点、原理,阐述了STT焊接坡口形式,焊接工艺参数中送丝速度、基值电流、峰值电流等对焊道成形的影响以及焊接工艺参数的设置。针对STT焊接操作技术,详细介绍了STT根焊在不同焊接位置时的后拖角、焊接干伸长的控制、熔合性能的保证、焊接熔池的控制以及焊接运弧、错口技术的处理技巧等,并总结了焊接飞溅过大、焊接密集气孔、焊道熔合不良等常见焊接问题及其解决措施。     

汽车后桥焊接生产工艺

针对三菱越野后桥的结构特点和特殊的性能要求,主要从后桥壳母体材料、焊接方法、焊熊及焊接参数等方面详细介绍了汽车后桥的焊接工艺。采用该焊接工艺能可靠地保证后桥壳4环焊缝各项性能要求,成功避免了桥壳断裂等不良现象,并能满足批量生产的要求。