应用型本科焊接专业工程训练模式创新与实践

设计了一种科学合理的焊接专业工程训练模式,包含两个不同类型的训练模块,均模拟企业生产实际,分别是焊接产品工艺设计模块和焊接工艺评定模块。学生分组,分别完成一个模块的训练任务。其中,焊接工艺设计模块是以实际焊接产品的图纸为基本素材,学生熟悉图纸,进行结构工艺性分析,选择装焊方案,制订工艺流程,编写工艺设计说明书和焊接工艺规程。焊接工艺评定模块是以板材对接接头焊接工艺评定为任务目标,编制焊接工艺指导书,焊接试板,进行无损检测,制备力学性能试样,进行力学性能试验,撰写焊接工艺评定报告。通过模拟生产实际的演练,锻炼了学生编制焊接工艺规程和进行焊接工艺评定的能力,培养了团队协作精神,获得了焊接工程师的基本训练。     

连续驱动摩擦焊接技术的研究与工程应用

在对摩擦焊接进行分类并简要说明的基础上,对连续驱动摩擦焊接技术的研究发展和应用现状进行了全面梳理和深入剖析,涉及焊接工艺过程特征和主要工艺参数、工艺探索及工艺参数对接头性能的影响、数值分析和模拟及工艺参数优化、异种金属和非金属材料摩擦焊接与工艺创新、实际工程应用和焊接设备等方面。从摩擦焊接技术的潜在应用、核心科学问题、新型摩擦焊接设备的研发、数值分析和模拟、与新兴技术的结合等方面,对连续驱动摩擦焊接技术进行了评述和探讨。      

不锈钢复合板氨水储罐的焊接

分析了Q235 304不锈钢复合板的焊接性。对复合材料的焊接工艺进行了评定试验。确定了基层和复层分别焊接、不添加过渡层的焊接工艺。施焊过程中通过严格执行工艺规范，既保证了焊接质量又提高了焊接效率．设备运行检验结果表明。焊接工艺合理，焊接质量满足设计要求。     

φ4×45m冷却机托圈裂纹焊接工艺

分析了ZG4 5Ⅱ的焊接性 ,并对焊接工艺参数进行了选择 ,阐述了ZG4 5Ⅱ特大厚壁件的焊接工艺。检验结果及使用情况表明 ,采用的焊接工艺可行 ,焊接质量理想。     

陆基低温储罐双面同步埋弧焊工艺及应用研究

随着石化工业的不断发展,大型的低温储罐应用越来越广泛。因此低温储罐的设计和焊接工艺得到业内人士的广泛关注。本文针对陆基低温储罐的焊接工艺要求,通过分析低温储罐用材料的性能要求,采用双面同步埋弧焊工艺对陆基低温储罐进行焊接,同其他焊接工艺相比,双面同步埋弧焊工艺焊接效率和焊接质量显著提高。     

含稀土元素的对接接头焊接数值模拟的现状与应用

稀土元素对焊接材料有画龙点睛的作用。通过添加稀土元素,熔敷金属的力学性能得到显著提高。传统确定含稀土元素焊接工艺参数的方法要进行大量试验,极大的增加生产成本。而焊接的数值模拟是低成本且安全可靠的确定工艺参数的方法。通过分析含稀土元素的对接接头试验、焊接热源、焊接工艺参数、焊接构件的残余应力和变形的数值模拟的现状,结果表明,寻找并建立符合实际的添加稀土元素的焊接接头显微组织模型及热源模型是模拟成功的关键。今后焊接数值模拟的重点是研究含稀土元素的多层多道焊接数值模拟,以及进行焊接原材料成分、焊接工艺与熔敷金属性能耦合关系的研究。     

焊接热输入对焊接接头金相组织的影响

为了优化焊接接头的综合力学性能以及研究裂纹在焊接接头附近的扩展问题,进行了三种不同焊接工艺参数的焊接试验,并针对这三种焊接工艺参数的焊接接头显微组织进行了分析。     

STT技术焊接单面焊双面成形工艺

为了促进STT焊接技术的应用、保证焊接质量,对STT焊接相关参数进行了分析,形成工艺方案,并通过合理全面的检验试验手段验证了该技术的可靠性,同时,对STT焊接技术取代碳弧气刨清根工艺的可行性、科学性及实际意义进行了论述。     

集输管线管L360QS的焊接性能试验研究

在选定焊接方法、焊接材料和工艺参数条件下,进行了L360QS管线管试样焊接和接头性能评价试验。结果表明,L360QS管线管具有良好的可焊性,焊接接头具有优异的抗腐蚀性能,选用的焊接材料和工艺参数可用于该种材料管道的现场焊接。     

轻量化乘用车铸铝焊接工艺探索

铝合金是一种焊接后强度会下降的材料,所以异种铝材料车身结构想通过焊接来达到连接的目的需要进行一系列的试验验证方可应用于汽车零部件的生产制造中。通过采用优化后的传统熔化焊工艺对铸铝A356和铝型材6005A进行了焊接,并对这两种材料及焊接工艺方式进行了验证。力学拉伸试验、渗透检测、无损射线透照、宏观低倍检验等测试结果表明,采用传统的焊接方式和设备即可实现这两种材料的焊接。本次研究是对传统焊接工艺在现代汽车制造业中的应用进行了一次积极有益的探索。     

高氮钢制备及焊接过程中氮的溶解与释放

综述了高氮钢制备及焊接过程中氮的溶解与释放规律;论讨了不同制备及焊接工艺下钢中氮溶解度的计算公式、适用条件及影响因素等;指出大气压力下的GTA焊接过程是一个非平衡过程,焊缝处的氮含量与保护气体中的氮分压之间不满足Sievert定律,焊缝处的氮含量主要取决于钢中平衡氮含量和Cr的含量;选择GTA焊接时,在较低的氮分压下,便可对焊缝氮含量进行控制,但由于氮的吸收和释放较快,采用GTA焊接时焊缝氮含量不能精确控制;采用（CO2,YAG）激光焊接时需要考虑焊缝氮的释放;氮质量分数大于1．0％的高氮钢焊接方法亟待开发．     

A study on weldability of zinc-coated steel sheets in lap joint configuration

The weldability of Zn-coated steel sheets 0.7 mm thick was investigated using resistance spot welding process. The effect of welding current, welding time and holding time on weld nugget characteristics, microstructure, and mechanical properties was discussed. Then, the possibility of replacing this welding process with laser beam welding was outlined. In this respect, quality of weld joints as a function of zinc removal by grinding prior to welding was evaluated. It is found that resistance spot welding current and time are the most significant parameters in affecting both expulsion and Zn-induced porosity. Expulsion was avoided and Zn-induced porosity was reduced with the decrease in welding current and/or welding time. Zn-induced porosity was completely eliminated by zinc-removal by grinding prior to welding. The best weld joint concerning nugget characteristics, soundness and tensile shear strength was obtained using welding current of 10 kA, weld cycle of 20, holding cycle of 18. Unlike resistance spot welds, high quality of CO₂ laser welds free from Zn-induced porosity could be made without zinc removal by grinding before welding.     

钻杆惯性摩擦焊接角偏差控制

钻杆角偏差是在焊接过程中产生的,其影响钻杆直度并严重影响钻杆使用寿命。通过宝钢生产实践发现,惯性摩擦焊接角偏差控制较连续摩擦焊接困难。在分析惯性摩擦焊接与连续摩擦焊接工艺差别的基础上,研究了钻杆角偏差的产生机理。研究表明,惯性摩擦焊接初始转速快、焊接压力高,造成焊接初始阶段的扭矩峰值偏高;高扭矩容易造成焊接工件出现径向位移,由此导致角偏差增大。提出了改善钻杆惯性摩擦焊接角偏差的新方法：采用平面—锥面焊接结构,削减初始扭矩峰值;采用全浮动夹具并增大定心夹具刚性以及时纠正工件径向位移。     

K-TIG焊接中厚板的工艺窗口改进

针对穿孔深熔氩弧焊(K-TIG)工艺焊接8 mm厚Q235低碳钢板时焊接过程不稳定、焊接工艺窗口小等突出问题,首次提出在焊接工件背部铺加保护焊剂的方法改善焊接过程。采用对接焊的方式,在不开坡口、焊接过程不添加焊丝的情况下,达到单面焊双面成形的效果。最终成功的采用430～480 A范围内的直流电流对8 mm厚的Q235低碳钢进行了焊接,将焊接电流窗口扩大到50 A同时也显著的提高了焊接过程的稳定性。同时,在扩大焊接电流窗口之后,系统研究了不同焊接电流下焊接接头的组织性能。研究结果表明:在不同焊接电流下得到的焊接接头中,组织分布以及力学性能分布呈现出相同的状态。焊缝区的组织均由铁素体+珠光体+魏氏组织组成;熔合区由魏氏组织组成;热影响区由铁素体+少量的珠光体组成;此外随着焊接电流的增加,焊接接头背部的熔宽有略微增加;在焊接接头中,熔合区处硬度值最高,其次是焊缝区,之后是热影响区,母材的硬度值最低;焊接接头最终的拉伸断裂位置是在热影响区处。      

Ar-CO2混合气在焊接工艺上的应用

Ar-CO2混合气应用在低碳钢焊接上，可以改进焊接工艺，提高焊接质量，降低焊接成本。分析了混合气的市场开发应用前景。     

耐蚀钢轨U68CuCr闪光焊工艺研究

耐蚀钢轨U68CuCr是新研发的钢轨品种,通过对预热闪光焊接工艺研究,制定出100m耐蚀钢轨闪光焊接工艺。根据试验结果可以得出,当焊接热输入量在6 600~6 700kJ,预热达到10次,预热峰值短路电流71.3kA,短路时间3~4s,快闪时间1.2~1.5s,顶锻力达到420kN,顶锻量为11~12mm,焊接总耗时130s,焊接后的钢轨焊头各项性能满足TB/T 1632-2005《钢轨焊接》的要求。按照该闪光焊工艺焊接的钢轨,已在京广铁路上使用。     

Multi-objective Optimization of Welding Parameters in Submerged Arc Welding of API X65 Steel Plates

Submerged arc welding(SAW)is one of the main welding processes with high deposition rate and high welding quality.This welding method is extensively used in welding large-diameter gas transmission pipelines and high-pressure vessels.In welding of such structures,the selection process parameters has great influence on the weld bead geometry and consequently affects the weld quality.Based on Fuzzy logic and NSGA-II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II)algorithm,a new approach was proposed for weld bead geometry prediction and for process parameters optimization.First,different welding parameters including welding voltage,current and speed were set to perform SAW under different conditions on API X65 steel plates.Next,the designed Fuzzy model was used for predicting the weld bead geometry and modeling of the process.The obtained mean percentage error of penetration depth,weld bead width and height from the proposed Fuzzy model was 6.06%,6.40% and 5.82%,respectively.The process parameters were then optimized to achieve the desired values of convexity and penetration indexes simultaneously using NSGA-II algorithm.As a result,a set of optimum vectors(each vector contains current,voltage and speed within their selected experimental domains)was presented for desirable values of convexity and penetration indexes in the ranges of(0.106,0.168)and(0.354,0.561)respectively,which was more applicable in real conditions.     

回转窑托轮铸造缺陷的焊接修复

阐述了回转窑托轮的铸造缺陷的焊接修复过程,分析了ZG42CrMo的化学性能、机械性能和焊接性。通过确定合理的坡口形式、焊接材料、焊接参数,制定了焊接工艺。成功地修复了托轮,确保了产品的质量,取得了良好效果。     

原位统计分布分析技术在表征钢轨焊接区域元素偏析中的应用

贝氏体钢轨经闪光焊后焊缝及热影响区出现的主要缺陷为C、Si、Mn、S元素的带状偏析,该缺陷的存在将直接影响闪光焊的焊接性能。通过低倍和金相组织分析得知,贝氏体钢轨焊接热影响区空冷处理后出现马氏体组织是造成C、Si、Mn、S元素偏析的主要原因。为了使上述偏析得以改善,相继对焊接热影响区进行1 200 ℃,持续8 h的回火热处理。实验采用原位统计分布分析技术先后两次对焊接后经空冷和热处理后的焊接热影响区进行分析,对两种工艺下C、Si、Mn、S元素的偏析情况进行对比。结果表明,完善回火工艺使得C、Si、Mn、S元素的偏析得到一定程度的改善,但始终无法完全消除,说明通过优化焊接工艺能够使得由元素偏析造成的缺陷得以改善,但始终无法彻底消除。     

Formability and strength of friction-stir-welded aluminum sheets

Friction stir welding was investigated as a viable process for joining thin aluminum sheets in order to manufacture tailored blanks. In the present study three alloys were tested: 5182-O, 5754-O, and 6022-T4. All three of these alloys are being used to fabricate stamped automotive parts. The gas tungsten arc welding process has been used to make aluminum-tailored welded blanks industrially, so results using this process were compared to FSW results. Blanks of the same gage of all three alloys were welded and then evaluated using tensile and formability testing. The 5xxx series alloys had similar tensile ductility and formability regardless of the welding process. However, the 6022-T4 sheets joined using friction stir welding had better formability than those joined using gas tungsten arc welding because friction stir welding caused less softening in the heat-affected zone.