纵向磁场作用下MIG焊熔滴过渡过程的分析

以外加间歇交变纵向磁场MIG焊接铝合金为研究对象,采用高速摄像技术拍摄熔滴形成、长大及脱离的过程,观测并分析外加纵向磁场和不加纵向磁场时熔滴过渡的特点.结果表明,外加间歇交变纵向磁场的熔滴在过渡过程中发生了明显变化,其形态由不加磁场时的球形变为扁长的椭球形,偏离焊丝轴线下落,并且熔滴自身发生旋转.在磁场频率相同的情况下,激磁电流较小时熔滴过渡所需时间在4.5～6 ms范围,激磁电流较大时熔滴过渡所需时间在5～15 ms范围内,可知激磁电流对熔滴过渡影响较大.     

智能控制MIG焊熔滴过渡

本文首次提出智能控制（模糊控制）方案对ＭＩＧ焊熔滴过渡进行在线实时控制。基于ＦＵＺＺＹ控制理论和工艺实验研究结果，对自适应模糊控制进行硬、软件系统设计。焊接试验表明，此方案是可行的。     

磁场对双丝间接电弧焊熔滴过渡的影响

对磁场作用下的双丝间接电弧气体保护焊熔滴过渡变化规律进行了研究,通过励磁线圈对间接电弧施加外部横向及纵向磁场,磁感应强度值由特斯拉计侧出,熔滴过渡过程借助于高速摄像系统拍摄,并由示波器同步记录下电流和电压值的变化.研究表明,随正向横向磁场强度增加,熔滴颗粒变细,过渡频率增加,随负向横向磁场强度增加,熔滴颗粒变大,过渡频...     

耦合状态下激光对MIG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响

采用高速摄影设备研究了CO2激光-MIG电弧复合焊接熔滴过渡的特点,试验结果显示在高速焊接时采用MIG焊的熔滴过渡特性比较复杂,是一种不稳定的混合过渡形式,当加入激光后由于激光光致等离子体对熔滴的热辐射作用和两个等离子体的耦合作用,熔滴过渡频率增加,熔滴过渡形式转变为一种单一稳定的射流过渡形式,电流电压恒定,焊缝成形良好,飞溅大大减少,熔宽熔深显著增加.因此采用激光-MIG复合焊接是一种高效率的新焊接工艺,具有广泛的应用前景.     

中值时间对脉冲MIG焊熔滴过渡过程的影响

对脉冲MIG焊而言,由于熔滴过渡过程是一个多干扰、强耦合、复杂的非线性过程,因此,很难对其进行有效的控制.设计了一种新的工艺方法:中值波形控制策略,即在满足一脉一滴的过渡形式下,通过波形控制来保证熔滴的大小一致,可有效控制熔滴过渡过程,焊接效果较好.实验结果表明:当中值电流为一理想值时,中值时间太短,中值阶段所起的作用非常小,达不到所设计的要求;中值时间过长,易产生短路过渡;中值时间为一理想值,焊接质量良好.     

脉动送丝MIG焊的熔滴过渡及焊缝成形分析

文中在等速送丝MIG焊基础上,搭建了脉动送丝MIG焊系统,利用焊接电流电压信号采集系统以及高速摄像等设备对焊接过程进行检测,研究了脉动送丝对MIG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响.结果表明试验发现,脉动送丝条件下熔滴所受轴向机械力是影响熔滴过渡形式的关键因素.在相同的脉动送丝频率下,脉动送丝速度基值与峰值时熔滴过渡形式有所差异;随着脉动送丝频率的改变,熔滴过渡形式也会发生变化;相比于等速送丝,脉动送丝条件下形成的焊缝熔宽更宽,且随着脉动送丝频率的增加,熔宽逐渐增大.     

低频磁场对轧辊埋弧堆焊组织及性能的影响

为提高堆焊层熔敷金属的力学性能,在轧辊埋弧堆焊过程中外加低频脉冲纵向磁场,通过对堆焊层硬度和显微组织的分析,研究了磁场参数对轧辊埋弧堆焊层金属组织及力学性能的影响规律。通过对不同磁场参数下堆焊表层试样的硬度及其组织的分析,发现低频脉冲纵向磁场的电磁搅拌作用能够影响晶粒的形核与长大过程,细化晶粒,提高堆焊层硬度,探讨了低频纵向磁场改善堆焊层金属的组织形态、细化晶粒、提高硬度的机理。试验结果表明：当磁场参数为I_p=300 A, I_b=200 A, f=5 Hz时,焊缝组织细化最为明显,晶粒尺寸减小到30.1 μm,硬度比不加磁场时提高了4.5 HRC。外加低频纵向磁场通过电弧的旋转来搅拌熔池,改变晶粒的结晶过程,使焊缝晶粒得到细化,从而提高堆焊层硬度。     

低频磁场对轧辊埋弧堆焊组织及性能的影响

为提高堆焊层熔敷金属的力学性能,在轧辊埋弧堆焊过程中外加低频脉冲纵向磁场,通过对堆焊层硬度和显微组织的分析,研究了磁场参数对轧辊埋弧堆焊层金属组织及力学性能的影响规律。通过对不同磁场参数下堆焊表层试样的硬度及其组织的分析,发现低频脉冲纵向磁场的电磁搅拌作用能够影响晶粒的形核与长大过程,细化晶粒,提高堆焊层硬度,探讨了低频纵向磁场改善堆焊层金属的组织形态、细化晶粒和提高硬度的机理。结果表明:当磁场参数为Ip=300A,Ib=200A,f=5Hz时,焊缝组织细化最为明显,晶粒尺寸减小到30.1μm,硬度比不加磁场时提高了4.5HRC。外加低频纵向磁场通过电弧的旋转来搅拌熔池,改变晶粒的结晶过程,使焊缝晶粒得到细化,提高堆焊层硬度。     

Influence of longitudinal magnetic field on metal transfer in MIG arc welding

Metal transfer is an important phenomenon in metal inert gas (MIG) arc welding with longitudinal alternating magnetic field. It is of great significance to observe the metal transfer modes under different excitatory currents and frequencies. However, it is very difficult to view the metal transfer process directly during welding, due to the strong interference from the arc light. To obtain the relationship between the metal transfer modes and the different magnetic fields, a high-speed video camera was used to acquire the images of globules. Different metal transfer modes under the conditions of different magnetic fields and welding parameters were studied. The experiment shows clear images of droplet transfer as well as influence of longitudinal magnetic field on both metal transfer and globule shape.     

脉冲电压峰值对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响

建立了双丝M IG焊工艺试验研究平台,该试验平台主要由Tandem型双丝焊系统、信号采集系统、高速摄像(摄影)系统以及脉冲控制系统等部分组成.在此基础上研究了脉冲电压峰值对双丝脉冲M IG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响.结果表明,前丝脉冲峰值电压对熔滴过渡的影响比较显著.前丝脉冲峰值电压较低时,熔滴过渡形式为射滴过渡,前丝脉冲峰值电压较高时熔滴过渡形式为一脉一滴过渡形式,过大的前丝脉冲峰值电压的熔滴过渡形式为大滴过渡.前丝脉冲峰值电压越高,焊缝熔宽和熔深越大,过高的前丝脉冲峰值电压会导致焊缝表面质量恶化.     

外加横向磁场对高速GMAW焊缝成形的影响

对于高速熔化极气体保护焊接（GMAW）过程,当焊接速度超过临界值后,会出现驼峰焊道,焊缝成形变差.研究证明,熔池中动量很大的后向液体流是产生驼峰焊道的主要原因.研发了外加横向磁场发生装置,通过产生的电磁力来抑制后向液体流的动量,从而抑制驼峰焊道的形成.应用特斯拉计测试和考察了工件上磁感应强度大小及分布的影响因素.通过开展焊接工艺试验分析了不同强度的外加磁场作用下的焊缝成形规律.结果表明,外加横向磁场能明显调控熔池流态,有效抑制驼峰焊道和咬边等缺陷,显著改善焊缝成形,提高临界焊接速度.     

Effect of weld microstructure on weld properties in A-TIG welding of titanium alloy

1　INTRODUCTIONTheactivatingTIGwelding (A TIG)wasfirstlydevelopedbyPatonWeldingInstitute ,Ukraine ,inthe 196 0s[1,2 ] .Itisnotuntiltheendof 1990sthatA TIGweldinghasbeenwidelyresearchedinEuropeandUS ,forexample ,TWIandEWI[3] .Thefluxes ,whichweredevelopedbyEWI ,havebeenappliedintheUSNavyshipbuildingindustry[4 ] .Theprincipleofthistechniqueisthatathincoatingofactivatingfluxiscoatedonthesurfaceofthebasemetalbeforeweld ing .ComparedwiththeconventionalTIGwelding ,the penetrationca…     

外加纵向磁场对堆焊层金属性能的影响

对低碳钢表面进行等离子弧堆焊时外加纵向磁场,得出了磁场强度对堆焊层金属的硬度和耐磨性的影响规律;电磁搅拌能够细化堆焊层金属的组织,控制硬质相的形态及分布,从而可提高堆焊层金属的综合力学性能.     

热输入对3Cr耐候钢MAG焊缝金属组织和性能的影响

采用三种热输入进行3Cr耐候钢MAG焊,借助金相显微镜、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析了热输入对焊缝金属组织和性能的影响.结果表明,三种热输入焊缝金属组织主要由板条贝氏体、粒状贝氏体和M-A组元组成.随着焊接热输入的增加,焊缝组织中粒状贝氏体含量增加;M-A组元含量增加且尺寸增大.随着热输入的增加,焊缝金属冲击韧性降低.组织粗化、M-A组元含量增加尺寸增大是导致其韧性降低的主要原因.接头不同区域耐蚀性能相当,腐蚀产物主要由α-FeOOH组成.热输入为8~12 kJ,采用所选焊丝焊接高强耐候钢能够获得强韧性、耐蚀性匹配良好的焊接接头.热输入为8 kJ,接头综合性能最佳.     

激光对脉冲MIG焊熔滴过渡的改善作用

采用脉冲熔化极惰性气体保护焊（MIG）的方法焊接304不锈钢,在试验中利用电信号采集系统和高速摄像进行同步采集,研究熔滴过渡情况. 结果表明,送丝速度调节适当时,可以实现一脉一滴的射滴过渡形式. 送丝速度偏大时,焊接过程中会夹杂部分瞬时短路过渡,短路时间小于1 ms,影响焊接过程的稳定性. 当采用激光-脉冲MIG复合焊时,对瞬时短路现象有改善作用. 在一定范围内,激光功率增加,瞬时短路过渡出现的次数减少,改善作用增强. 当激光功率达到一定阈值时可完全消除瞬时短路现象,实现一脉一滴的过渡形式,焊接过程稳定. 即激光的加入提升了焊接品质与焊接效率.     

稀土氧化物对焊缝微观组织和性能的影响及作用机理

研究了稀土添加剂氧化钇对焊缝微观组织、化学成分以及焊缝金属力学性能的影响,并分析了氧化钇的作用机制.试验研究结果表明,氧化钇对细化焊缝组织、改善夹杂物形状和分布状态、降低熔敷金属中硫含量和扩散氢含量以及提高焊缝金属低温冲击性能等方面具有明显作用.