薄板铝合金的CMT焊接工艺

为了解决利用传统焊接方法焊接铝合金时容易造成生产效率低、焊接变形大以及夹钨、裂纹、气孔等缺陷,对6082-T6铝合金进行了冷金属过渡焊,并确定了最佳焊接工艺参数.利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对铝合金的焊缝成型、显微组织与相组成进行了分析.利用维氏显微硬度计和万能拉伸试验机测量了焊接接头的硬度和拉伸力学性能.结果表明,在最佳焊接工艺参数下6082-T6铝合金焊缝成型良好,其焊缝组织主要由α-Al固溶体组成.焊接接头的拉伸断裂位置处于热影响区,其最高拉伸强度约为母材的61%,拉伸断口形貌为塑性断口.     

激光焊接650MPa相变诱发塑性钢的组织与性能

采用固体Nd:YAG激光器焊接拉伸强度级别为650MPa、厚度为1.2mm的相变诱发塑性钢(TRIP)薄板,利用光学显微镜和电子显微镜研究了其不同焊接速度下对接焊缝的形貌和组织特点。测试了接头的硬度和抗拉强度,借助杯凸试验对比研究了激光焊接接头和母材的成形能力,并分析了焊接速度对接头组织、性能的影响。研究表明:TRIP钢的相组成主要是大量铁素体、贝氏体和少量的残余奥氏体;激光焊缝金属则主要由马氏体构成。焊缝金属或焊接热影响区的近缝区具有最高的硬度。焊缝金属的屈服强度和抗拉强度在垂直于焊缝方向与母材基本相同,但在平行于焊缝方向明显高于母材。与母材相比,激光焊接TRIP钢薄板的冲压成型能力明显下降。     

Ta-10W薄板的微束等离子弧焊数值模拟与实验研究

为了研究0.5mm厚的Ta-10W合金微束等离子弧焊过程中温度对焊接接头质量的影响,利用有限元分析软件ANSYS,对微束等离子弧焊温度场进行了数值模拟。模拟所得焊缝形状及尺寸与实验结果吻合较好,从而验证了所建有限元模型的可靠性。此外,还对焊接接头的质量进行了大量实验研究,分析了焊接温度与微观组织形态及表面显微硬度之间的关系。实验结果表明,焊缝未被氧化;晶粒主轴的成长方向随着最大温度梯度方向的变化而变化,从熔合线处开始垂直向焊缝中心生长,到最终与焊缝中心线重合;沿着焊接方向,焊缝金相组织大小与显微硬度有规律的不断变化;垂直于焊接方向,从焊缝中心到两边,金相组织逐渐变小。     

海洋立管焊接接头的断裂参量J积分研究

针对深水海洋立管的特点,采用弹塑性有限元计算方法,对裂纹深度、长度、管道径厚比等因素对海洋立管断裂参量J积分的影响进行了研究,并在此基础上分析不同焊接接头组配在加载过程中的断裂性能。结果表明,焊接接头J积分值与全母材是有所差异的。因此,在海洋立管焊接结构安全评定中,除考虑不同裂纹深度、长度、管道径厚比对海洋立管的影响外,还必须考虑焊缝组配对焊接接头断裂参量的影响。     

基于层次分析法的MIG焊焊缝几何形貌监测

焊缝的几何形貌直接决定了其残余应力分布,从而影响焊接构件的质量.为了利用焊接参数控制镀锌钢板MIG焊的焊缝成形,提出了一种结合反向传播神经网络和层次分析法的策略.通过图像处理技术提取了焊缝的特征点并计算出特征参数.通过大量焊接实验分析了焊接工艺参数和焊缝几何形貌参数之间的关系,并构造出反向传播神经网络预测模型.当模型的...     

T2/Al 1060CMT焊接接头组织及性能研究

采用冷金属过渡焊(CMT)技术对T2和Al 1060异种金属的焊接工艺进行研究。实验选用S301焊丝采用搭接方式在不同焊接规范下得到焊接接头,对接头物相及形貌进行观察和测试,研究焊接热输入对焊缝组织、力学性能及断裂特征的影响,测试焊缝的力学性能,讨论影响焊缝金属间化合物厚度的因素。结果表明:焊接接头处生成一层致密的金属间化合物,主要成分为CuAl_2、Cu_3Al_2、CuAl和铜在铝中的固溶体;随着焊接热输入的减小,金属间化合物层厚度不断减小,但焊接热输入过小时,焊缝润湿性差;焊接接头拉伸实验断口在接头处为脆性断裂;焊缝处维氏硬度高于两侧母材。     

高速列车车体用高强铝合金激光焊接接头研究

对高速列车车体用新型A6N01铝合金进行激光焊接.利用光学显微镜(OM)与显微硬度计对激光焊接接头的显微组织与显微硬度进行观察和测试.结果表明:A6N01铝合金激光焊接接头的熔宽b和熔深h都会随焊接功率P的增大而增大,选择合适的焊接功率能得到成形较好的焊缝.A6N01母材为原始轧制状态组织.A6N01铝合金焊接接头焊缝中心区域为呈等轴晶状的铸态组织,焊缝边缘的熔合区形成了柱状晶组织;焊缝区的显微硬度低于母材和HAZ,焊缝中心显微硬度(HV)最低,约为112,距离焊缝中心0.8 mm区域,焊接接头的显微硬度随距离焊缝中心的增大而快速上升.距离焊缝中心0.8~1.2 mm热影响区的显微硬度比焊缝有显著提高.距离焊缝约1.4 mm时,显微硬度又有所下降,表明距离焊缝中心1.4 mm左右存在软区.     

镀锌钢板添加Cu粉U-MIG焊接工艺及成型机制

为了改善镀锌钢板的焊接性和提高焊接接头的性能,研究了镀锌钢板表面涂覆Cu粉的U-MIG焊接工艺和焊缝成型机制。通过焊缝宏观形貌和横截面分析了Cu粉的添加对焊缝形貌的影响,采用光学显微镜分析了热影响区和焊缝中心区的微观组织。利用第一性原理计算的方法进一步分析了Cu与Fe的成键机制。研究结果表明:Cu粉的添加增加了焊缝熔深和减小了焊缝余高;同时,金相图表明铜粉有利于细化焊缝区的晶粒组织;差分电荷密度图则表明Cu的添加有利于提高结构的稳定性。     

手工电弧焊SS400钢焊接接头组织及硬度研究

采用不同热输入手工电弧焊对8nm厚SS400钢板进行焊接性试验,并通过金相观察和显微硬度测定得到了接头显微组织分布及硬度变化规律。试验结果表明,当焊接热输入为16kJ／cm时,焊接接头存在未焊透的现象;随焊接热输入的增加,热影响区的苋度从1．9mm增大到4．3mm,粗晶平均直径也咯有增大;热输入达到27kJ／cm时,焊缝组织得到较多的针状铁素体,但过热粗晶区晶粒粗大,占整个热影响区的比例达到了52％;不同热输入各区域的显微硬度较母材均有所提高,热输入为27KJ／cm时,焊缝硬度较母材增大30％左右,达到最大增幅．     

TA2钛合金熔丝钨极氩弧焊接头的组织性能

采用熔丝钨极氩弧焊方法应用于钛合金焊接领域,对优化工艺参数下的焊接接头进行显微组织分析和力学性能试验。结果表明,熔丝钨极氩弧焊方法可实现5mm厚TA2板材单面焊双面成形,焊接接头内部无焊接缺陷,焊缝区显微组织由粗大的锯齿状晶粒组成使焊缝中心位置冲击功降低,拉伸试验断裂位置为热影响区,其断口为韧性断裂,焊缝中心维氏硬度高于母材,接头具有较好的塑性和韧性。     

Ni对金属粉芯型焊丝接头性能的影响

为了制备WQ960高强钢焊接所需的药芯焊丝,自行研制了Mn-Mo-Cr系金属粉芯型药芯焊丝,并在药芯中添加Ni粉来改善焊接接头的冲击韧性.利用拉伸试验、硬度试验和冲击试验等测试方法研究了Ni元素对焊接接头力学性能的影响.结合组织观察和化学成分分析方法,从组织结构的角度对Ni元素的影响机理进行了合理解释.结果表明,随着焊缝中Ni含量的增加,焊接接头的抗拉强度增大,但伸长率减小.当温度为-60~25℃时,焊缝冲击功呈现先增大后降低的趋势.随着Ni含量的增加,焊缝及热影响区硬度增大,焊缝最高硬度值为329. 5 HV,热影响区软化现象有所缓解.焊缝金属中加入适量的Ni元素具有提高焊接接头冲击功的作用,且最佳Ni含量为1. 22%.     

20CrMnTi钢激光焊接工艺与焊缝组织的研究

研究了激光焊接工艺参数对２０ＣｒＭｎＴｉ钢焊缝宏观形貌及其焊接接头组织的影响。通过金相组织分析，透射电镜观察以及硬度测试等研究结果表明，采用激光焊可以实现２０ＣｒＭｎＴｉ钢作为分体加工齿轮材料的深熔焊接，其热影响区较小，且可得到混合型马氏体组织。     

15CrMoR钢材的焊接接头组织及其硬度分析

分别采用焊条R307和焊条A302在母材15CrMoR容器用钢上进行焊接试验。对焊缝金属和热影响区金属的显微组织进行了分析，并对焊接接头金属的硬度进行了测试。研究结果表明：15CrMoR钢采用焊条R307焊接，经焊后热处理的焊接接头的组织为铁素体、珠光体和碳化物，焊缝金属的硬度与母材的硬度相近。采用焊条A302焊接时，其焊缝组织为奥氏体和树枝状的δ铁素体，并存在枝晶偏析，在热影响区形成了贝氏体组织，是导致热影响区金属的硬度比焊缝区金属的硬度高得多的原因。     

16MnR钢特厚板焊接接头组织性能的实验研究

采用直流正接埋弧自动焊法,对60 mm厚16MnR钢特厚板实施焊接,焊接电流为450 A,焊接速度为140mm/min.观察和分析了焊接接头金相组织,测量了焊接接头表面的显微硬度.结果表明,在本文的焊接实验条件下,焊缝外观平整、组织均匀,在焊缝的热影响区显微硬度达到最大,硬度最低的区域为母材,焊缝质量可以满足使用要求.     

船用5A01铝合金焊接接头组织与性能研究

通过拉伸、硬度测试、扫描以及电子背散射衍射分析(EBSD)等方法对5A01铝合金熔化极氩弧焊(MIG)焊接接头的力学性能与显微组织进行了研究。结果表明,采用5B01焊丝焊接5A01铝合金时,焊接接头具有较好的抗拉性能,焊接强度系数约为85%。焊接接头硬度值在84～104HV之间,其中焊缝中心硬度最低。焊缝区主要由α(Al)基体和Al6(Mn,Fe)、Al3Zr两种不同相组成,焊接高温使得Mg出现挥发损失,相比焊丝焊缝中心的Mg含量下降了1.66%。焊缝中心大部分晶粒的取向主要集中在[001]方向,具有明显的择优取向,且小角晶界比例要高于热影响区和熔合区。     

激光焊接速度对超高强度钢焊缝微观组织和显微硬度的影响

研究了厚度为1.8mm的超高强度钢板的激光焊接性能,分析了焊接速度对焊缝微观组织和显微硬度的影响。试验结果表明,超高强度钢焊缝组织为板条马氏体。采用苦味酸溶液显示原奥氏体晶界,发现原奥氏体呈现柱状晶的晶体形态。随着焊接速度的增加,原奥氏体晶粒尺寸变小,焊缝中心由细小的胞状树枝晶变为等轴晶。焊缝硬度随着焊接速度的增加而增大。     

旁路分流电弧熔钎焊铝/镀锌钢板接头腐蚀研究

为了探究铝/钢熔钎焊复合接头性能及其腐蚀行为,采用旁路分流电弧熔钎焊接6061铝合金与镀锌钢板,结果表明,焊缝成形均匀美观,接头呈现熔钎焊接头形貌。腐蚀形貌图中,焊缝区域腐蚀面积高于母材区域,而腐蚀极化曲线和后半段阻抗谱表明腐蚀后期钢母材耐腐蚀性最差,腐蚀最快,焊缝界面层次之,铝母材耐腐蚀性最优,腐蚀最慢。利用旁路电弧与MIG主弧形成耦合电弧产生分流作用,改变作用于熔滴和熔池的力场分布和热输入,在保证焊接成形的同时避免焊接缺陷的产生。在腐蚀测定中,不同区域单位面积发生腐蚀反应数量及元素分布不同是引起腐蚀速率变化及腐蚀程度存在差异的主要因素。分析不同组织区域对接头腐蚀性能的影响,为工程应用中提高熔钎焊接接头质量提供了理论数据支持。     

AZ31B变形镁合金板材的TIG焊接

采用TIG焊对5 mm厚AZ31B挤压镁合金板材进行了焊接试验。采用万能拉伸试验机、金相显微镜、扫描电子显微镜和显微硬度仪等分析测试手段对焊接接头的组织、力学性能以及断口形貌等进行了分析。探讨了焊接电流对焊接接头的组织及力学性能的影响,揭示了不同焊接电流下焊接接头的断裂机制。结果表明,采用TIG焊焊接5 mm厚AZ31B镁合金板时,开X型坡口,采用双面焊接双面成型工艺,在130~145 A焊接电流及合适焊接速度条件下,能得到表面成型良好的焊接接头。当正反面焊接电流均为145 A时,AZ31B镁合金板焊接接头的抗拉强度达到最大值248.6 MPa,约为母材强度的84.0%。AZ31B镁合金板焊缝区显微硬度比母材区稍有所下降,热影响区显微硬度下降比较严重。当焊接电流为145 A时,AZ31B镁合金板焊接拉伸断口有大量韧窝,属韧性断裂。     

内衬管长度与冻结管的极限承载力关系研究

对含内衬管的坡口对焊接头冻结管抗弯承载能力与变形进行了实验和有限元计算,实验结果验证了有限元数值计算是可靠的。把“回归正交试验分析法”引入到数值计算中,用较少的计算次数,计算出不同长度内衬管对坡口对焊接头冻结管承载力的影响。计算结果表明：冻结管直径越大,增加内衬管长度对提高冻结管承载力的影响越显著;对直径小于130mm的冻结管,增加内衬管长度对提高冻结管承载力的影响很小。同时,回归出内衬管长度与坡口对焊接头冻结管承载力之间的经验公式,计算结果与试验结果误差很小,可为冻结管接头设计提供理论依据。     

基于激光扫描的工业机器人焊接焊缝跟踪方法

由于工业机器人焊枪和焊接焊缝之间的位置偏差会导致焊接焊缝跟踪结果存在一定的误差 , 因此提出了一种基于激光扫描的工业机器人焊接焊缝跟踪方法 装 首先 ,采用激光扫描传感器采集工 业机器人焊接焊缝图像 ,并对图像进行滤波、增强、黑白化预处理；其次 ,检测图像边缘后 ,采取激光 扫描方法确定焊接焊缝边缘图像中激光条纹骨架的大概位置 ,经最小二乘法直线拟合出准确的激光 条纹中心线 ,提取焊接焊缝特征点；再次 ,结合工业机器人手眼标定矩阵 ,将激光扫描传感器坐标系 中的焊接焊缝特征点坐标转化为工业机器人坐标 ,从而形成焊接焊缝轨迹；最后 ,采取3 次非均匀有 理 B样条方法得到工业机器人焊枪和焊接焊缝之间的位置偏差 ,修正机器人焊枪位置 ,从而实现工 业机器人焊接焊缝的精准跟踪 装 实验结果表明 ,该方法不仅能够准确检测出焊接焊缝边缘 ,而且能 够跟踪不同宽度、不同形状的焊接焊缝工件