A7N01P-T4铝合金激光-电弧修复工艺研究

为研究高速列车铝合金车体修复新工艺,采用激光窄间隙焊接技术对15 mm厚的A7N01P-T4铝合金MIG焊接头进行模拟修复,通过分析各工艺参数对焊缝成型的影响,优化参数组合。试验结果表明,P_(laser)=4 kW、v_(weld)=0.48 m/min、v_(wire)=2 m/min、v_(gas)=30 L/min时,得到成型良好的焊接接头,并采用U型槽较好地解决了未熔合问题。     

窄间隙激光热丝焊接在核用管道焊接的应用研究

核电主管道具有管壁厚、现场焊接空间狭窄、高服役环境等特点,其焊接技术一直是核电发展的热门研究方向之一。文中介绍了焊接方法的分类,总结了传统焊接方法的不足,分析了窄间隙激光热丝焊的国外、国内研究现状。通过分析窄间隙激光热丝焊的技术优缺点,提出了窄间隙激光热丝焊在核用管道焊接领域的发展方向,为核电发展贡献力量。     

YAG激光与GTAW复合焊接铝合金

研究了YAG激光、GTAW电弧复合焊接铝合金时各种规范参数对焊缝成型的影响规律 ,探讨激光与电弧的复合作用机理。结果表明 ,采用YAG激光 +GTAW复合工艺焊接铝合金具有焊缝成型美观、热影响区小等优点 ,与GTAW焊接相比 ,焊速显著提高 ,可以显著增加熔深 ,达到采用小功率激光焊机实现铝合金的焊接目的 ,Laser、GTAW是铝合金焊接理想的工艺方法。     

超细颗粒焊剂约束电弧用于超窄间隙的焊接

为实现电弧约束良好、焊接过程稳定可靠的超窄间隙焊接,基于窄间隙埋弧焊的众多优点和对超窄间隙中的电弧进行约束以防止电弧攀升的思路,提出采用超细颗粒焊剂约束电弧以实现超窄间隙焊接的方法,研制专用的焊枪,开发出采用v形金属丝网衬垫焊剂颗粒的超窄间隙焊接工艺.结果表明,超细颗粒焊剂熔化后形成的熔渣壁可对电弧进行有效约束,实现稳定可靠的超窄间隙电弧焊.随着焊剂颗粒尺寸的减小,因焊剂松装密度的增加使得形成凸焊缝的倾向增加.采用V形金属丝网衬垫焊剂颗粒的工艺进行超窄间隙焊接,可以显著增强电弧对侧壁根部的加热效果,获得足够的侧壁根部熔透深度,从而保证了超窄间隙焊缝的熔合质量.     

A6N01铝合金激光-MIG复合焊接接头工艺研究

激光电弧复合焊是一种低成本、高适应性的焊接方法,在铝合金、不锈钢等难焊金属中,可不同程度的减少和消除了焊接缺陷。以A6N01铝合金为研究对象,进行了焊接坡口设计,研究了间隙变化量对焊缝成形的影响以及进行了焊接接头残余应力检测。结果表明:为了满足激光-MIG复合焊接的工艺,需要设计单独的坡口型式。通过降低焊接速度,间隙为2.0 mm时仍可获得良好焊缝成形。MIG焊接,激光-单丝MIG焊接、激光-双丝MIG焊接,沿着焊缝的应力除个别区域外,皆为小于150MPa的压应力,激光-单丝MIG焊接的焊件整体应力值较小。     

铝合金MIG+激光复合焊接工艺研究

研究轻量化轿车用3A21铝合金M IG 激光复合焊接工艺,探讨工艺参数对焊缝成型的影响规律及激光与电弧的复合作用。试验结果表明,采用M IG 激光复合焊接工艺可以显著提高熔深和焊速,达到采用小功率激光焊机实现铝合金的激光焊接。在比较宽的工艺参数范围内M IG YAG激光复合焊接铝合金具有焊缝成型美观等优点,熔深和焊速均显著提高,大大提高生产率。     

铝合金薄板多光束YAG激光焊接设计

分析了铝合金激光焊接的工艺特性、技术难点和解决办法，阐述了多光束YAG激光焊接铝合金薄板的可能性，构建了多光束YAG激光焊接光路，解决铝合金薄板激光焊接过程的部分缺陷。如果合理使用保护气体并设置恰当的工艺参数，有可能解决铝合金薄板的YAG激光焊接难题，对其应用前景提出展望。     

钢轨窄间隙全自动电弧焊电流稳定性分析及控制

采用钢轨窄间隙全自动电弧焊系统,对无缝钢轨线路的钢轨进行原位焊接,焊接过程中发现焊接电流电压存在较大波动,对焊接质量造成不利影响.分析造成焊接电流电压不稳定的主要原因,认为与采用陶瓷衬垫打底的异形窄间隙钢轨焊缝、焊丝伸出角度、不规则的进枪路径和进枪速度等钢轨窄间隙电弧焊焊接工艺有关.试验发现,除过程可控的工艺参数焊接电流和电压外,焊接速度变化对实际焊接电流也有较大影响.针对钢轨窄间隙电弧焊系统的工艺特点,提出采用电流传感的焊接速度与焊枪高度联合控制方法,通过焊接过程实时反馈焊接电流值,采用分段PID控制,优化控制焊枪多个方向的运动速度和位移,达到减小焊接电流电压波动,稳定电弧的目的.试验结果表明,该方法可以有效地稳定焊接电流,降低飞溅,并能在打底焊过程中有效避免断弧、熄弧现象的发生.     

焊接材料及工艺对铝合金焊接性能能影响

镁铝合金在焊接工艺应用时由于金属膨胀系数较大,所以铝合金焊接工艺操作进行时一般很难有效观察清晰其焊接熔池。因此,一旦焊接间隙过大,很可能促成其焊接熔池下榻：而如果间隙太小又会造成焊接缺陷的出现。基于此,文章主要提出了铝合金焊接工艺相对普遍的钨极氩弧焊方法,并与之提出了该工艺下焊接对铝合金的主要性能影响,以供参考。     

大径厚壁管窄间隙TIG自动焊

通过研究厚壁管窄间隙焊接侧壁熔透技术,开发厚壁大径管窄间隙TIG组合坡口,设计焊接该种坡口厚壁管的特定范围焊接参数,解决了厚壁大径管窄间隙焊的工艺难点,取得了良好的生产效果。     

Process modeling and parameter optimization using neural network and genetic algorithms for aluminum laser welding automation

In the automotive industry, applying aluminum alloys to car chassis have become an important concern in order to reduce car weight. In aluminum laser welding, the strength of weld is typically reduced by porosity, underfill, and magnesium loss. In order to overcome these problems, laser welded with filler wire was suggested. In this study, experiments on the laser welding AA5182 of aluminum alloy with AA5356 filler wire were performed with respect to laser power, welding speed, and wire feed rate. The experiments showed that the tensile strength of the weld was higher than that of the base material under certain conditions. Using the experimental results, a neural network model was proposed to predict the tensile strength. To optimize the process parameters, a fitness function was formulated, taking into account weldability and productivity. A genetic algorithm was used to optimize the laser power, welding speed, and wire feed rate. The optimal value of these parameters was considered to be the proper process conditions in terms of weldability and productivity.     

高硅铝合金壳体激光封焊缺陷及机制分析

采用激光焊对硅含量为50％（质量分数）的高硅铝合金壳体和硅含量为27％的硅铝合金盖板进行封焊实验.通过对焊缝区微观组织的观察,获得了焊缝区的组织特征及存在的缺陷.分析认为,焊接过程中温度和应力的急剧变化引发高硅铝材料内部的硅裂是焊缝微裂纹产生的主要原因,也是壳体封焊后气密性不能满足要求的主要因素.在此基础上,通过对焊接参数优化改进,提高了接头的质量.     

3A21铝合金激光焊与激光-氩弧焊复合焊微观组织及性能比较研究

采用激光焊接与激光-氩弧焊复合焊接2种方式对厚度为2mm的3A21铝合金板材进行对接焊,研究2种焊接方式下焊接接头微观组织、缺陷分布及硬度分布的不同。实验结果显示激光-氩弧复合焊接接头相比激光焊的接头显微组织更细密,且气孔数量明显减少。激光焊接接头的平均显微硬度与复合焊接头平均显微硬度相差不大,分别为52HV左右及51.3HV左右,均明显高于基体平均显微硬度值43HV。     

钢-铝异种合金脉冲激光焊焊缝表征分析

采用Nd:YAG激光焊对304不锈钢和5052铝合金进行异种金属焊接,分别以峰值功率、焊接速度、离焦量和脉冲频率等工艺参数设计24组工艺试验,并对比分析未熔合、熔合和焊穿3种焊缝表面表征。运用激光点位移传感器测量焊缝高度,探索焊缝高度随激光功率等工艺参数的变化趋势,得出钢-铝焊缝3种表面形貌的工艺参数区间。分析结果表明,焊缝的表面形貌是由激光单点能量、离焦量和脉冲频率等因素共同决定,焊缝高度与峰值功率、焊接速度、离焦量和脉冲频率等工艺参数有一定的变化规律。     

焊接顺序对6061-T6铝合金矩形焊缝焊接残余应力及变形量的影响

以热弹塑性有限元法为基础,结合热-力耦合的算法建立有限元模型,采用Abaqus软件对薄壁6061-T6铝合金矩形型材进行焊接模拟;模拟了不同焊接顺序对铝合金型材残余应力及焊接变形量的影响,得到了最优的焊接顺序。结果表明:在矩形焊接时焊缝所在平面上产生的最大残余应力为拉应力;选择对称焊接工艺可以有效降低铝合金型材焊接后的残余应力,增强焊件的焊后稳定性;从较长的焊接路径开始焊接,能够减小焊接变形量。     

双相钢/铝合金激光胶接焊胶层作用分析

通过双相钢/铝合金激光胶接焊和激光焊接的对比分析,揭示钢上、铝下搭接激光胶接焊时胶层作用。对焊接过程进行等离子体形貌同步拍摄和焊接光谱采集并分析,与激光焊接比较,发现激光胶接焊时等离子体的颜色明亮,形态密度大,与试样板材表面呈一定角度,胶层分解产物利于改善下层铝合金表面高反射率的状况,等离子体对激光能量的吸收减少;而光谱相对强度和光致等离子体电子密度增加,胶层的存在增加试件对激光的吸收率;焊接成形试验发现胶层可起增加焊接熔深和熔宽的作用;剪切试验结果表明胶层提高焊接接头的平均抗剪强度。由于添加胶层加快上层双相钢冷却速度,增加下层铝合金对激光能量的吸收,导致下层Al向上层钢侧的扩散受到抑制,而熔宽两侧熔融态Al体积分数增多,焊接熔宽加大,增加钢、铝横向结合面积,提高焊合率,此外剪切力的外加载荷由焊缝和胶层共同承担,因此添加胶层改善了钢/铝焊接接头的力学性能。     

2A14铝合金法兰焊接裂纹修复

铝合金以其良好的力学性能、防锈性能和轻量化而被广泛用于航空、航天等领域。但铝合金特有的物理-化学性质导致其焊接性极差,极易产生气孔、裂纹等焊接缺陷。主要对2A14铝合金法兰焊接裂纹的产生原因和补焊工艺特点,各种注意事项以及对铝合金焊接裂纹补焊工艺规范进行了详细讨论和探索,同时制定了严格的和细化的补焊工艺流程,完成了该法兰的补焊操作。     

Modeling and optimization of Nd:YAG laser micro-weld process using Taguchi Method and a neural network

The use of a pulsed Nd:YAG laser in the 0.1 mm- thick aluminum alloy lap micro-weld process was optimized. The welding parameters that influence the quality of the pulsed Nd:YAG laser lap micro-weld were evaluated by measuring of the tensile-shear strength. In this work, the Taguchi method was adopted to perform the initial optimization of the pulsed Nd:YAG laser micro-weld process parameters. A neural network with a Levenberg-Marquardt back-propagation (LMBP) algorithm was then adopted to develop the relationships between the welding process parameters and the tensile-shear strength of each weldment. The optimal parameters of the pulsed Nd:YAG laser micro-weld process were determined by simulating parameters using a well-trained back-propagation neural network model. Experimental results illustrate the proposed approach.     

Porosity in fiber laser formation of 5A06 aluminum alloy

The mechanism of porosity formation and its suppression methods in laser formation of aluminum alloy have been studied using a 4kW fiber laser to weld 5A06 aluminum alloy with SAl-Mg5 filler. It was found that the porosity formation is closely related to the stability of the keyhole and fluctuation of the molten pool in the laser welding aluminum alloy. The filling wire increased the instability of the keyhole and weld pool, thus further increasing the amount of gas cavities in the joint. Prefabrication of a suitable gap for the butt joint can provide a natural passage for the flow of the liquid metal, which can weaken, and even completely eliminate the disturbance of the filling wire on the formation of keyhole. The gap can also provide a passage for the escape of the bubble. Thus, this method can greatly decrease the sheet’s susceptibility to porosity. Moreover, for a thin sheet, if the power of the laser is sufficient to form a keyhole with stable penetration through the weld sheet, a weld bead without porosity can also be obtained because closing the keyhole is almost impossible.