铝合金罐的焊接

我厂制造两台装腐蚀性液体的铝合金罐，材质为铝锰合金，直径为4m，高2m，上盖板及底板板厚25mm，简体板厚16mm，上盖板开 500mm人孔，为预防上盖板变形，板面需焊接分布均匀的自制铝合金工字件。该罐的纵、环缝要求焊接接头有良好的抗腐蚀性，且罐身自重大，要求焊接接头具有良好的力学性。由于该罐为常压，图纸要求完工后进行装水试漏，为了获得各项性能指标良好的焊缝，首先对铝合金作了焊接性能分析，选择合理的焊接方法。     

含全埋藏裂纹的T10钢焊接接头电磁热止裂分析

通过有限元分析方法,计算出含有圆形全埋藏裂纹的焊接接头电磁热止裂温度场分布,并通过ZL-2放电装置,对含圆形埋藏裂纹的T10钢焊接接头进行电磁热止裂试验。研究结果表明,止裂瞬间,焊接接头中埋藏裂纹裂尖处温升超过金属熔点,裂尖熔化、钝化,阻止了裂纹的进一步扩展;止裂后,在裂尖附近有白亮层组织出现。止裂前后的T10钢焊接接头力学性能测试表明,止裂后焊接接头所能承受的最大扭矩和抗扭强度提高了约17%。     

一种简易埋弧自动焊用焊剂垫

在工厂焊接容器壳体或锅炉汽包等筒形零件的环焊缝时,多采用手工电弧焊焊接内环缝,外环缝采用埋狐自动焊的方法施焊。为了焊内环缝,工人钻进钻出筒体,劳动条件极差,工作效率低,产品质量也不稳定。为了解决这一问题,我厂采用了埋弧焊焊接内环缝,并设计了一种简易的焊接衬垫,解决了焊缝容易焊漏和烧穿问题。具体结构如下图所示。     

MF型消防灭火器环缝焊接质量控制

ＭＦ型消防灭火器环缝焊接生产中存在着烧穿、未熔合、气孔和裂纹等接头缺陷，导致产品一次合格率不足６０％。本文对影响灭火器环缝焊接质量的相关生产工序、环缝的焊接方法、焊接材料、焊接工艺进行了分析，提出了提高焊接质量的技术措施和试验验证，并应用于产品实际生产，使产品一次合格率达到９０％以上，获得了良好的经济效益。     

F/B复相钢JB800的焊接冷裂纹敏感性

采用斜Y坡口对接裂纹试验对F／B复相钢板JB800进行了抗冷裂试验，对不同预测止裂温度的碳当量公式进行了对比。结果表明,钢材的碳含量低时，可以在较高的碳当量条件下，具有较低的冷裂纹敏感性。对F／B复相钢采用CET公式预测止裂温度较为准确。同时采用计算机测定了焊接热循环，根据t100预测不同板厚的焊接止裂温度。     

铝合金特殊焊接模式的研究

对铝合金汽车储液干燥罐环缝焊接进行了研究，提出了特殊的焊接模式，并对焊接电流及焊接速度进行优化，得出焊接结果。     

挖掘机下车架主件顶环面的平面度

挖掘机下车架主件(Carbody)是由多条空间分布的焊缝连接而成的焊接结构，为保证装配，要求焊后顶环面的平面度小于0．5mm。作者用残余塑变法对下车架主件进行了焊接变形的有限元预测，由于大部分焊缝位于结构重心的上方，焊接后，模型整体出现下沉现象。因此从减小焊接变形的角度考虑，交叉焊接底板焊缝和顶板焊缝是合理的。为考虑焊接顺序提出用残余塑变法对影响顶环面平面度的关键环焊缝进行单独计算，结果表明，环焊缝采取交叉分段焊接有利于减小顶环面的平面度。根据预测结果，挖掘机下车架主件顶环面的平面度为0．68mm，很难达到要求的0．5mm。建议可以通过改变环焊缝的焊接顺序或者适当减小焊角尺寸(即减小焊缝收缩量)来降低顶环面的平面度。     

管道全位置焊接参数控制系统

众多焊接参数的合理匹配和有效控制是管道环缝全位置焊接过程自动化的难题之一。结合路径示教、参数匹配及参数控制等技术，建立了管道环缝全位置焊接过程自动控制系统，并介绍了其工作原理、系统构成和软件设计。该系统能根据焊接位置自动匹配焊接电流、电弧电压、焊接速度以及焊炬摆动的速度和幅度等参数，并通过调节送丝速度实现了焊接电流的PID控制，通过调整焊炬高度实现了电弧长度的模糊控制。该系统还具有离线编程、路径示教和记忆跟踪等功能。将该系统用于非旋转管道环缝全位置焊接过程，实现了打底、填充和盖面焊接的自动控制。结果表明，实际焊接参数与预设值吻合良好，焊缝成形稳定。     

螺母环凸焊工艺与设备

分析了螺母环凸焊的特点及焊接中易出现问题。详细介绍了研制的螺母环凸焊机，通过工艺证了交流焊接电流波形焊接φ３７ｍｍ凸环的可能性，以及螺母彩凸焊所具有的显著效果。     

管道结构环焊缝焊接残余应力的计算与测量

由于管道结构的残余应力与焊接热源、焊接顺序、焊接接头形式、材料性能等多种因素有关， 采用数值计算往往很困难， 管道结构环焊缝所引起的焊接残余应力一直为焊接结构设计人员所关心。为了研究焊接残余应力对管道结构断裂的影响， 计算并实测了管道环焊缝多层 （三层） 焊的残余应力， 分析了焊缝强度匹配对计算结果的影响， 其结果对指导实际生产具有一定的参考价值。     

气流再压缩等离子弧焊接工艺初步探究

等离子弧焊接在中厚板焊接领域具有重要的应用前景.自主设计搭建了气流再压缩等离子弧焊接系统,开展了气流再压缩等离子弧焊接新工艺试验研究.通过焊接过程监测系统分析焊缝成形,温感扫描图可以比较准确的反映实际焊缝成形.针对8 mm厚的304不锈钢,焊接电流为150 A时,常规等离子弧焊接熔深为6.53 mm;气流再压缩等离子弧焊接可以完全熔透工件,且正面焊缝和背面焊缝成形良好.结果表明,相同电流条件下,与常规等离子弧焊接相比,气流再压缩等离子弧焊接电弧电压升高;气流再压缩等离子弧焊接可以提高焊接熔透能力.     

工艺参数对板管间接点焊过程的影响

针对板管间接点焊过程中焊接变形较大,引起接头质量难以保证的问题.通过采集电极位移曲线,研究板管间接点焊过程中膨胀量和变形量的变化规律,分析不同焊接工艺参数(焊接电流、电极力和焊接时间)对该点焊过程的影响.结果表明,板管间接点焊焊接阶段,膨胀过程与变形过程相互耦合;保持阶段,在电极力作用下,焊接变形进一步加大,最大变形量随着电极力的增大和焊接热输入的增多而线性增加.发生喷溅时,电极位移曲线出现阶梯状畸变,可利用位移曲线斜率的变化评判该点焊的喷溅现象.研究结果为板管间接点焊过程在线监测与质量控制提供理论指导.     

焊接参数对摩擦塞焊焊接区域温度场的影响

为了研究焊接参数对摩擦塞焊焊接区域温度场的影响,建立了摩擦塞焊焊接的产热模型,并进行摩擦塞焊焊接工艺试验。通过理论分析得出焊接过程中的产热量与焊接参数的关系,试验对理论分析结果进行验证,并深入探讨焊接参数对焊接区域温度场的影响。结果表明:焊接进给速度的改变影响焊接过程中的焊接压力大小,从而影响摩擦塞焊焊接初始阶段的产热,进而影响焊接区域温度场;较高的焊接转速提高摩擦界面材料的升温速率,提高材料塑化,避免焊接缺陷;应选择适当的焊接摩擦时间,尽量匹配较高的转速以缩短焊接摩擦时间。     

焊接顺序对整体叶盘圆度影响的有限元分析

采用多种软件的综合运用建立了整体叶盘的有限元模型,并基于焊接过程中温度之间相互影响程度选取了顺序依次焊接、90°和180°三种典型的焊接顺序,通过有限元分析的方法对不同焊接顺序产生的变形进行计算和分析.结果表明,以往使用的180°最远距离焊接顺序并不是最合理的焊接顺序,在相同的焊接工艺条件下,顺序依次焊接对整体叶盘圆度的影响相对较小.该分析结果说明在材料不同、焊接方法及结构不同的情况下,焊接顺序没有固定的模式,为整体叶盘及大型复杂结构件焊接顺序的合理选择提供了理论依据.     

铝合金激光立焊特性分析

以4 mm厚5A06铝合金为研究对象,利用3 kW的CO2激光器进行激光立焊和平焊工艺试验,对铝合金激光立焊的焊缝成形和气孔特征进行研究.结果表明,立焊的正面下凹量和背面下塌量均小于平焊,随着焊接热输入的增加,立焊和平焊的差异增大.立焊与平焊的焊缝成形和接头尺寸略有差异,当热输入较大时,立焊的正反面熔宽略小于平焊,而熔深则略大于平焊.铝合金激光立焊的气孔多以体积较大且形状不规则的气孔或孔洞组成,从气孔分布位置和形状看,立焊与平焊的差别不大,气孔多分布在焊缝中部且尺寸较大,相同工艺条件下,立焊的气孔数量略低于平焊.     

电弧螺柱焊技术的发展与应用

综述了电弧螺柱焊技术的发展和应用。作为一种广泛应用的螺柱焊接方法，电弧螺柱焊技术具有焊接效率高，易于实现自动化控制等优点。以焊接设备的发展更新、焊接材料的研究及应用领域为主要内容，对电弧螺柱焊中的普通电弧螺柱焊和电容储能电弧螺柱焊进行了比较；介绍了电弧螺柱焊中新发展的短周期控制方法，通过短周期拉弧螺柱焊技术与传统电弧螺柱焊技术的对比，突出了短周期控制方法的特点和优点；指出短周期拉弧螺柱焊是当前占主导地位的电弧螺柱焊方法，大直径螺柱的短周期拉弧螺柱焊研究将是重要的研究方向。     

机械复合管焊接工艺进展

针对机械复合管的焊接难题,探讨了三种主要焊接工艺及质量控制,分别从坡口形式、焊接顺序、焊接方法、焊接材料及焊接过程等方面详细介绍和综合分析每种焊接工艺,指出直接焊接法和端部封焊法存在焊接难度大、焊接缺陷多和焊接质量难以保证等问题,而端部堆焊法利用冶金原理解决机械复合管的焊接问题才是未来机械复合管焊接的发展方向。最后在端部堆焊法的基础上提出一种改进的焊接工艺,以期为提高机械复合管的焊接质量提供参考。     

机器人搅拌摩擦点焊系统设计

搅拌摩擦点焊是一种新型固相焊接技术,机器人焊接是焊接制造业的主要发展方向,将搅拌摩擦点焊与机器人相结合,通过加工相应的焊接装置以及增加机器人的承载能力,设计完成机器人搅拌摩擦点焊装置,实现对搅拌针的精确控制。机器人搅拌摩擦点焊的控制系统是将机器人控制系统和搅拌摩擦点焊控制系统结合,在焊接过程中二者既能独立运行,又相互联系,实现搅拌摩擦点焊装置与机器人协同工作模式,从而实现无间断循环的焊接过程,提高焊接效率。通过实验对比分析机器人搅拌摩擦点焊与传统龙门式搅拌摩擦点焊焊接的工件表面成形和焊点力学性能,结果表明:机器人搅拌摩擦点焊系统实现了复杂结构工件的焊接,表面成形良好,无明显的焊接缺陷,且焊点结合强度与龙门式相当,机器人搅拌摩擦点焊系统具有良好的焊接性能。     

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.     

管道全位置自动焊的研究现状及展望

管道全位置自动焊是一种近几年发展比较快的管道现场焊接技术。本研究从全位置自动焊的分类出发,分别介绍了全位置氩弧焊、全位置熔化极气体保护焊、全位置高能束焊和激光复合焊的成形原理、适用范围及优缺点,并对以上焊接方法进行了总结对比。在此基础上展望了管道全位置自动焊接未来的发展方向:高精度的传感器的研究、焊缝成形机理研究以及高能束焊接方法的在管道全位置焊接的应用是今后研究的热点;等离子弧焊接是管道全位置焊接未来的发展方向之一;钛及钛合金等有色金属的全位置自动焊技术也是未来的发展方向之一。