口腔修复用铸造钴铬合金等离子焊接工艺研究

试验研究了钻铬合金口腔修复材料微束等离子弧焊的可行性。焊接过程电弧稳定，焊接接头熔合良好，未见裂纹、未焊透、夹渣、气孔等缺陷。力学性能与显微组织分析表明：焊缝与母材均为铸态的树枝状晶粒，几乎无焊接热影响区，接头成分均匀，焊缝与母材强度基本一致。微束等离子弧焊在口腔材料修复领域具有很好的应用前景。     

0Cr19Ni9焊接接头电弧重熔及抗蚀性研究

研究了０Ｃｒ１９Ｎｉ９奥氏体不锈钢手工电弧焊焊接接头表面微束等离子弧重熔对其抗蚀性能的影响。结果表明,受焊接热循环的作用,接头焊接热影响区的抗蚀性能及焊缝金属的抗蚀性能均较母材有所降低;经微束等离子弧表面重熔后,由于接头重熔层的快速凝固作用,细化了表面重熔层组织,减小了显微偏析,抑制了碳铬化合物在晶界的沉淀析出,显著改善了焊接接头的抗蚀性能。     

Inconel 600热电偶套管焊接的组织和性能研究

采用等离子和TIG分别对Inconel 600热电偶套筒进行焊接,研究不同焊接方法对Inconel 600显微组织及其性能的影响。母材为全奥氏体组织,主要由γ、γ′(Ni_3Al)以及Cr_(23)C_6碳化物组成,夹杂着些许氧化物颗粒。结果表明,等离子接头中析出的碳化物Cr_(23)C_6多于TIG焊接头,热影响区碳化物Cr_(23)C_6含量减少。焊缝显微硬度均低于母材,但等离子接头的焊缝显微硬度略大于TIG焊焊缝。     

TC4合金固定支板裂纹微束等离子弧补焊工艺

针对TC4合金超塑成形/扩散连接结构固定支板,加强肋三角区表面出现的裂纹,采用微束等离子弧焊接方法,填充与母材成分相同的TC4焊丝,焊接TC4合金板材及模拟件试样,焊接试样感应热处理等试验。对焊接接头进行了室温拉伸、高温瞬时、高温持久、低周疲劳力学试验,并对模拟件进行了焊接接头金相组织检查。试验结果表明,采用微束等离子弧焊接并进行感应热处理的焊缝试样技术指标满足使用要求,可以用于TC4固定支板裂纹补焊。     

纯Ti等离子弧焊接头性能与组织研究

对Ti ASME B-265 Gr.2钛材进行了等离子弧焊焊接工艺研究,通过拉伸试验、弯曲试验、金相显微镜观察等方法对焊接接头性能与组织进行了研究。结果表明:采用合适的等离子弧焊焊接工艺,可以获得良好的焊缝及力学性能优良的钛材焊接接头;焊接接头的焊缝中心、熔合区附近及热影响区均为锯齿状的α组织;从焊缝中心到母材,焊接接头显微硬度整体硬度略高于母材,焊接接头的显微硬度在热影响区达到最高,在热影响区和基体交界处最低。     

5083铝合金TIP TIG焊工艺试验及组织性能研究

文中采用TIG和TIP TIG 2种铝合金焊接方法进行5084铝合金的焊接试验对比,通过对其焊接接头进行显微金相、力学性能、焊接残余应力及焊接接头微区性能分析,研究了2种焊接方法对5083铝合金焊接接头综合性能的影响。5083铝合金TIP TIG焊的焊缝抗拉强度略低于母材的,但均高于母材标准最低抗拉强度值;能够有效消除焊缝内的气孔,焊缝中析出相较少,有少量的零散偏析成分,焊接接头热影响区有析出相分散;焊接接头热影响区显微硬度稍高于焊缝及熔合线附近区域的,熔合线附近显微硬度较低。     

TC4钛合金微束等离子弧焊接接头疲劳性能研究

运用微束等离子弧焊接方法对TC4钛合金薄板进行堆焊,通过测试母材及焊接接头在振动载荷下的疲劳裂纹扩展速率发现,焊接接头的抗裂纹扩展能力比母材强。观察并分析母材及焊接接头的金相组织及疲劳断口可知,焊缝区的网篮组织中存在许多细长α′针状马氏体,会阻碍裂纹的扩展,提高焊缝抗裂纹扩展能力;热影响区组织中的α′针状马氏体比焊缝区数量更多,形态更加短小,是其拥有比焊缝区更好的抗裂纹扩展性能的原因。     

高强度304不锈钢薄板微弧等离子弧焊接头性能研究

采用微弧等离子弧焊对304不锈钢薄板进行焊接,研究填丝与否对焊接接头性能的影响。结果表明,填丝对等离子弧焊接头成形、显微组织和力学性能产生一定影响。相对而言,自熔焊焊缝宽度较宽,焊缝区组织较细小。自熔焊焊缝区显微组织由奥氏体和铁素体组成,在奥氏体基体上析出的骨架状铁素体和板条状铁素体含量相近。焊缝区显微硬度分布均匀,这种均匀分布导致接头强度相对较高,达到母材的84%。等离子弧填丝焊过程中,焊缝成分随填充焊丝改变,热输入增大,导致焊接接头性能稍微下降。但综合考虑高效和性能等因素,认为等离子弧填丝焊更适用于工业应用。     

1Cr18Ni9Ti等离子弧焊接接头显微组织及力学性能的研究

采用微束等离子弧焊设备对0.7 mm厚1r18Ni9Ti不锈钢薄板实施焊接,并针对获得的焊接接头的表观质量、显微组织和力学性能进行了研究。结果表明,等离子弧焊接试样的热影响区宽约0.34mm,热影响区等轴晶粒尺寸相对细小,直径为10~40μm;焊缝区组织由柱状晶和等轴晶粒组成,柱状晶平均宽50~80μm,生长方向垂直于焊缝;进入焊缝中心区域发生了等轴晶形核与长大,等轴晶粒相对粗大,直径为100-200μm。焊接接头的硬度分布曲线呈马鞍形,焊缝区硬度略低于母材,热影响区的硬度最低。焊接接头的抗拉强度能够满足使用要求。     

430不锈钢微束等离子弧焊接头的组织及耐腐蚀性能研究

采用微束等离子弧焊对1.2 mm厚的430不锈钢薄板进行对焊试验,通过分别改变焊接电流、焊接速度和离子气流量的单变量试验得到了优化的焊接工艺参数,研究了最优参数下接头的显微组织和耐腐蚀性能。结果表明:焊接电流为22 A,焊接速度为115 mm/min,离子气流量为0.6 L/min时,焊缝的成形效果最好。焊缝组织中马氏体被拉长,铁素体晶粒变得粗大,沿晶界方向还有碳化物条带。接头的耐腐蚀性能比母材的差。     

激光-微束等离子弧复合焊接过程的结构负载声发射信号表征

采用脉冲YAG激光焊、微束等离子弧焊和激光-微束等离子弧复合焊对304不锈钢进行焊接试验,实时采集焊接过程中的结构负载声发射信号,研究声发射信号对焊接过程的表征. 结果表明,激光离焦量为-2 mm的激光-微束等离子弧复合焊接,热源复合效果更好,焊缝表现出更显著的复合热源焊接特征. 焊缝获得了更好的表面成形和熔深、熔宽. 热源复合效果更好的焊接过程,其声发射信号波形表现出更大振幅,且更为均匀,并与激光热源的周期性相符,呈现出明显的复合热源焊接周期性. 因此可以利用焊接过程检测到的结构负载声发射信号表征激光和微束等离子弧两种热源复合效果特征.     

焊丝熔化方式对激光焊接过程的影响

研究了两种焊丝熔化方法(电弧预熔丝激光焊、激光填丝焊)激光焊接过程对匙孔稳定性以及焊缝成形的影响,进一步研究了焊丝熔化方法对焊接接头质量的影响,并对比分析了两种焊丝熔化方式对焊接速度的适应性. 结果表明,电弧预熔丝激光焊过程中,熔池表面匙孔开口尺寸变化不大,匙孔较为稳定;激光填丝焊方法由于熔化的液态金属距离匙孔边缘很近,焊接过程中熔池表面匙孔开口尺寸变化较大,而且容易出现熔池表面匙孔的闭合. 与激光填丝焊相比,电弧预熔丝激光焊熔化的焊丝端部可以沿熔池边缘流入,与匙孔边缘的距离较远,匙孔稳定性较好,焊缝气孔数量较少. 当焊接速度为8 m/min时,电弧预熔丝激光焊的焊缝成形良好;而激光填丝焊焊缝背面成形不连续,并且出现了未焊透的缺陷.     

航空发动机薄壁机匣疲劳裂纹修复焊接变形控制

分别采用恒定直流TIG焊、脉冲直流TIG焊、微束等离子弧焊等方法对航空发动机材料K4169试板进行了焊接试验,经测试脉冲直流TIG焊接头力学性能最优,采用该方法对机匣支板头通气孔附近的裂纹进行了修复试验,测试了裂纹所在支板头对应的内外环安装边的径向距离和距基面的距离,分析了热处理对焊接变形的影响.结果表明,机匣支板头通气孔附近的疲劳裂纹修复,导致机匣发生了径向伸缩和周向扭曲变形.热处理对于薄壁机匣疲劳裂纹修复后焊接应力的消减起到重要作用,可有效地减小焊接变形,保证装配精度.     

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.     

A device for removing metal from the weld pool when studying the shape of the weld pool

The dimensions and shape of a weld pool have a strong effect on both the technological and service parameters of welded joints. To investigate the shape and dimensions of a weld pool, a device for removing molten metal from the pool cavity for different materials and thickness of the welded specimens was designed and constructed. Investigation of the shape of the pool in laser welding showed special features of the pool in comparison with arc welding     

渣金间辅助外电场提高焊接工艺稳定性分析

为探索焊接过程实现高稳定性工艺的潜在途径,最大限度地减少重要钢结构制造中焊缝咬边及成形缺陷带来的焊后返修工作,提出并试验了一种利用埋弧焊渣金间随焊施加辅助外电场对渣金电导载流进行导流,进而提高焊接工艺稳定性的方法,并应用焊接电信号分析仪对弧压信号进行了采集统计分析.结果表明,以钨电极作阴极利用电场在渣金熔体内部形成稳定的电导载流,可使熔渣电导性能得以改善,并引导电子进入电弧阴极中心以增强电弧的集聚程度.同时外电场作用也使渣金内部的带电粒子形成有序运动并在界面结合成低表面能的活性氧化物,又可改善液态熔渣在焊缝金属表面的润湿铺展性能.实施辅助电场引入的这些有益作用使焊缝形状、表面光洁度、尤其是焊缝边缘平直均匀性得到较好地改观,焊接过程工艺稳定性得以进一步提高.     

Effect of the micro-plasma arc welding technique on the microstructure and pitting corrosion of AISI 316L stainless steels in heavy LiBr brines

The effects of the micro-plasma arc welding technique on the microstructure and pitting corrosion of different zones of an AISI 316L stainless steel were studied using different microscopy and electrochemical techniques. Galvanodynamic measurements and laser scanning confocal microscope were used to evaluate the corrosion evolution in situ. Results show, in general, the worst corrosion behaviour for the heat affected zone. Furthermore, there is a relation between the effects of the micro-plasma arc welding process on the materials microstructure and their pitting corrosion resistance. The weld zone was always in the cathodic position of the possible galvanic pairs.     

活性MAG焊电弧特征及熔池流动分析

提出了活性熔化极气体保护焊新方法,可增加焊接熔深,改善难熔焊接结构的熔合不良,获得高质量的焊接接头.对活性熔化极气体保护焊电弧状态和熔池表面形态进行了采集和分析,用钨粒子示踪法进行试验,分析了电弧形态和熔池流动.结果表明,活性熔化极气体保护焊电弧收缩显著,电弧形态更加集中,熔池内部液态金属的流动方向为从熔池周边向中心流动,熔池流动更为有序.对于钢的活性熔化极气体保护焊方法,熔池流动行为改变是增加焊接熔深的主要因素.     

旁路耦合微束等离子弧热特性及焊缝成形特点

针对传统微束等离子弧焊中焊丝熔敷率与焊接电流不能解耦的局限,提出旁路耦合微束等离子弧焊方法.通过给外填焊丝添加一电流,使焊丝与焊枪钨极间产生一个旁路电弧,实现熔化母材热量与熔化焊丝热量的解耦,确保熔化母材电流稳定的同时提高填充焊丝的熔化速度.对旁路耦合微束等离子弧焊的熔敷率、母材热输入及焊缝成形质量进行试验研究.结果表明,该方法既保持了传统微束等离子弧焊的优点,又在提高焊丝熔敷率的同时降低母材的热输入;并在其它焊接参数保持不变时,随旁路电流的增加,焊缝的熔宽、熔深和稀释率减小,余高和成形系数增大.