2A14铝合金变极性等离子横向焊缝成形特点

对6 mm厚2A14铝合金变极性等离子弧横向焊接的难点及焊接工艺参数的特点进行了研究,通过横向焊穿孔熔池受力分析,阐释了变极性等离子横向焊缝成形缺陷产生的原因.变极性等离子弧横向焊接的难点是焊缝正面和背面的咬边缺陷及焊缝上部(靠近熔合线)宏观气孔的聚集.稍小的焊接线能量有利于消除横向焊缝正面咬边缺陷,稍大的焊接线能量有利于消除焊缝背面咬边缺陷.分析认为变极性等离子横向焊缺陷的产生与穿孔熔池受力平衡及重力方向改变导致的流动密切相关.     

铝合金变极性等离子弧平焊工艺

分析了薄板铝合金变极性等离子弧平焊工艺稳定性机理。试验采用自行研制的变极性等离子弧焊接电源,对1060铝合金薄板采用变极性等离子弧平焊工艺,分析了在变极性等离子弧焊接过程中,焊接电流、离子气流量、送丝速度等参数对焊缝成形的影响,获得了良好的焊缝质量。     

变极性等离子弧焊在壳体与法兰环焊缝焊接中的应用

分析了铝合金变极性等离子弧穿孔焊工艺的特点,采用ER5356焊丝对厚度为7 mm的防锈铝合金5A06进行穿透型变极性等离子弧焊对接环焊缝的焊接试验,分析焊缝成形质量的影响因素,实现了变极性等离子弧焊在某水下产品中壳体与法兰环焊缝连接的应用,焊接过程分为起弧段、穿孔段、焊接段、搭接段、收孔段、收弧段共6个焊接阶段.利用X射线衍射仪、万能拉伸机对接头的质量及力学性能进行检测,结果表明5A06铝合金壳体与法兰对接环焊缝成形良好,焊缝质量满足GJB 294A-2005《铝及铝合金熔焊》Ⅰ级焊缝要求,接头抗拉强度为301 MPa,达到母材的90.2％,断裂位置处于近熔合线处,接头力学性能良好,满足产品的使用要求.     

交直流混合VPPA特性及铝合金立焊工艺

厚板铝合金变极性等离子弧(VPPA)穿孔立焊工艺中,由于焊接电流大,长时间焊接时钨极的烧损量大,严重影响厚板大结构自动焊接质量.为此提出了通过交直流混合输出减少钨极烧损,同时提高焊接质量的新型铝合金变极性等离子弧穿孔焊接方法.该方法在保证氧化膜清理的前提下,减小了因反极性时间过短电弧在极短时间内两次过零造成的等离子弧力下降和过大的感应电动势对开关器件的损害.其次交直流混合输出电弧具有低频调制效果,起到熔池振荡、细化晶粒的作用.在实现交直流混合VPPA软硬件功能基础上研究了交直流混合VPPA等离子弧力学特性、焊接过程稳定性及焊缝成形机理.通过对焊缝显微组织及焊缝成形检验发现,交直流混合输出时焊缝晶粒细化,焊缝成形美观,实现了减少钨极烧损和提高焊缝质量双重目标.     

5A06铝合金薄板VPPA焊接工艺研究

通过对2.8 mm厚的5A06铝合金变极性等离子焊接穿孔工艺研究,获得了薄板铝合金VPPA优化的焊接工艺参数.焊缝外观成形良好,X射线无损检测表明,VPPA接头无气孔等缺陷.金相试验表明,焊缝区显微组织晶粒纤细,组织均匀.变极性等离子弧焊接头常温抗拉强度在370～ 375 MPa之间,断后伸长率平均值为9.7％,其接头强度系数接近达到98.7％,接头未出现软化,为等强匹配焊接接头.     

中国机械工程学会焊接学会第四届学术会议论文文摘选登(五)

铝合金等离子弧焊接的研究——反极性等离子弧小孔焊本文用反极性等离子弧对中厚度铝合金板单面焊反面自由成形进行了研究。设计了水冷铜电极等离子弧焊枪,研究了中等厚度铝合金板反极性(电极为正极)等离子弧小孔焊的特点、成形规范和各种工艺因素的影响。采用水冷铜电极的反接等离子弧小孔焊电弧稳定,能有效破除铝氧化膜,在焊缝边缘有很宽的阴极清理区,背面焊道也能良好成形。但为了得到不起皱的光滑背面焊道和防止气孔,需加背面保护。焊缝横断面形状与正极性等离子弧焊接不同,不是指状(或酒杯状),而是上下宽度较接近的腰鼓形。研究了铝合金反极性等离子弧小孔焊的主要焊接参数:电流、离子气流量、焊接速度间的相互关系,找出了小孔焊     

铝合金变极性等离子焊接电源的模块化设计

变极性等离子弧穿孔焊技术广泛应用于厚板铝合金构件的焊接。介绍了模块式铝合金变极性等离子焊接电源的构成、功能及特点。采用该电源对6～8mm厚铝合金试件进行了穿孔立焊工艺实验，结果表明：所设计的电源可靠性好、稳定性高，试件焊缝成形良好。     

特高压开关铝罐体的变极性等离子弧焊接工艺方法

通过对16 mm厚5083铝合金罐体进行变极性等离子弧焊接工艺试验,分析了工艺参数变化对焊缝成形的影响,研究该铝合金罐体在不开坡口情况下分别采用氩气(需要焊前预热)和氦氩混合气作为保护气的变极性等离子弧焊接工艺,并制定出具体焊接工艺规范参数。试验结果表明,采用氦氩混合气作为保护气条件下焊接的工件,可以有效避免长焊缝预热不均、焊缝背面局部咬边等问题,同时可以降低热输入、提高焊接效率,焊缝质量达到正背面外观无缺陷、射线探伤Ⅰ级,能够满足高压开关罐体的设计要求。     

铝合金变极性等离子弧穿孔横焊焊缝成形规律分析

以穿孔等离子弧焊接过程中形成的穿孔熔池为研究对象,根据熔池热源形态的特点,采用数值模拟与试验相结合的手段研究横焊位置下的铝合金变极性等离子弧焊缝成形.由于焊接速度波动和工件厚度的影响,体热源作用下的穿孔熔池背面存在最高温度点和最大熔宽截面相背离的现象;因此通过对穿孔熔池背面进行分区和定义,提出温宽偏离度概念,即熔池背面最高温度点和最大熔宽截面的偏离程度,用以描述穿孔熔池状态及焊缝成形;通过调节焊枪角度来改变焊接过程中的温宽偏离度,在其它参数不变的情况下减轻重力在焊接过程中对焊缝成形的影响,实现变极性等离子弧穿孔焊接在横焊位置上的良好成形.     

铝合金LB-VPPA复合热源焊焊缝成形机理

以Al-Zn系铝合金LB-VPPA（激光-变极性等离子弧）复合焊接焊缝成形机理为研究对象,分析了LB与VPPA耦合效应对复合热源特性及其焊缝成形的影响规律.结果表明,LB与VPPA相互耦合不仅提高了激光吸收率,在变极性等离子弧根部形成一烁亮区,并且在VPPA反极性期间此效应更为显著.适当减小VPPA电流幅值,增加离子气流量,匹配合适的激光功率,可获得总热输入小,穿透力更强的热源,从而能够克服单VPPA平焊位置不易形成穿孔熔池的难点.8 mm厚Al-Zn系铝合金LB-VPPA复合热源焊在I_z=115 A、I_f=155 A、离子气流量q=3.0 L/min、激光功率P=1 000 W时可获得良好的焊缝成形.     

2219铝合金变极性等离子弧焊接接头

采用变极性等离子弧焊接技术对2219铝合金进行焊接,并通过光学显微镜、硬度计等分析和测试其焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明,2219铝合金采用变极性等离子弧焊接能得到良好的焊缝,焊缝组织晶粒比母材细小,焊缝区域硬度小于母材硬度。     

铝合金变极性等离子弧焊接的工况适应性

以2A14和5A06两种铝合金为研究对象,进行了铝合金变极性等离子弧焊接的工况适应性研究。结果表明,与5A06铝合金相比,2A14铝合金变极性等离子弧焊接时的工况适应性较强,对间隙、错边等参数的适应范围宽。两种材料的固液相温差、热导率、比热容等热学性能差异是导致工况适应性差异的主要原因。     

非铁金属的焊接

在铝合金变极性等离子弧穿孔立焊过程中,正、反极性电流和离子气流量等焊接参数对焊缝成形和焊缝质量都有显著影响,这些焊接参数的合理匹配是保证穿孔过程和焊缝稳定成形的重要前提。试验采用厚度10mm的LD10铝合金板作为焊接母材,重点研究了焊接电流和离子气流量对焊缝质量的影响,     

非铁金属的焊接

在铝合金变极性等离子弧穿孔立焊过程中,正、反极性电流和离子气流量等焊接参数对焊缝成形和焊缝质量都有显著影响,这些焊接参数的合理匹配是保证穿孔过程和焊缝稳定成形的重要前提。试验采用厚度10mm的LD10铝合金板作为焊接母材,重点研究了焊接电流和离子气流量对焊缝质量的影响,     

7075铝合金中厚板变极性等离子穿孔立焊工艺

采用厚10 mm的7075铝合金板材为研究对象,以焊缝正面熔宽和背面熔宽为特征参数,研究变极性等离子弧穿孔立焊铝合金的工艺特点以及焊接参数变化对焊缝成形特性的影响,分析多种参数变化对焊缝成形的影响规律。结果表明,通过优化正反极性电流、离子气流量、送丝速度、焊接速度等工艺参数的合理匹配,可获得具有稳定穿孔效应并保证穿孔熔池力和热平衡的焊缝,避免了热裂纹、气孔等缺陷的产生,其外观均整、焊接变形小、焊接效率高。     

铝及铝合金的变极性等离子焊接设备与工艺

通过铝及铝合金焊接特点的分析,比较TIG、MIG、PAW不同焊接方法的优缺点;对不同板厚的防锈铝进行大量的变极性等离子焊接工艺试验,总结出变极性等离子焊接铝合金开设备的要求,以及分析等离子焊接工艺参数对成形的影响,制定了一套成熟的焊接工艺参数。试验结果表明：立焊变极性等离子焊接中厚板铝及铝合金有着明显的工艺优势,可以实现单面焊双面成形,焊前清理要求低,焊缝可达到Ⅰ级。     

铝合金VPPAW穿孔焊接匙孔闭合处的微观组织与力学性能

铝合金因其密度低,比强度高等特性,被广泛应用到航空航天、军事工业等领域.与其他焊接工艺相比,变极性等离子弧焊接在大型铝合金结构件加工方面具有突出优势.针对轻金属合金等离子弧焊接过程中匙孔难以自由闭合的问题,提出了气电分离时序脉冲等离子弧环焊缝收弧方法,对比研究了环焊缝收弧方法与手工钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding, TIG焊)填补法焊缝匙孔闭合处的微观组织与力学性能.结果表明,通过调节焊接起弧、收弧策略,实现了等离子弧匙孔自由闭合,焊缝收弧区成形良好,组织为均匀的等轴晶;抗拉强度为329.9 MPa,断后伸长率为16.3%,比TIG填补法的抗拉强度提高了22.91%,断后伸长率提高了55.24%.平均硬度值为78.9 HV0.2,热影响区硬度呈下降趋势,熔合线处硬度呈升高趋势,焊缝区硬度波动范围为75～81 HV0.2.     

焊接工艺——熔焊

Ti-Si对SiCq／Al基复合材料等离子弧原位焊接性能的影响;等离子熔射过程中射流与粒子流的加热效应;铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理;手工自蔓延焊接技术;GMAW-P脉冲焊接参数对焊缝成形影响的分析;     

2219铝合金FSW/VPPA交叉焊缝与VPPA焊缝组织对比研究

将6mm厚的2219铝合金经过搅拌摩擦焊后再进行变极性等离子焊接,获得交叉焊缝。对比研究交叉焊缝和单纯变极性等离子焊缝组织。结果表明,交叉焊缝熔合线处有气孔缺陷。由于搅拌摩擦焊后组织发生了强烈变化,因此交叉焊缝的微观组织较单纯的变极性等离子焊缝组织有了不同变化。而且交叉焊缝组织中的(α-Al+Al2Cu)共晶相分布较多,尺寸较大,θ(Al2Cu)强化相较少,这会降低接头的力学性能。     

焊接工艺——熔焊

Ti-Si对SiCq／Al基复合材料等离子弧原位焊接性能的影响;等离子熔射过程中射流与粒子流的加热效应;铝合金变极性等离子焊接电弧产热机理;手工自蔓延焊接技术;GMAW-P脉冲焊接参数对焊缝成形影响的分析;