中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接技术研究

针对采用在线示教方式的中厚板V形坡口多层多道焊机器人焊接工艺进行了研究,结合机器人程序中的偏移指令设计了一种新的多层多道焊机器人焊接方法。通过对机器人焊接顺序、焊接路径进行规划,利用简化的焊道截面计算出各个目标点的偏移量,完成对机器人程序的编写。利用机器人离线编程软件Robot Studio以及实际的焊接设备对所提出的方法进行了试验验证。结果表明,该方法可有效减少示教次数,提高焊接效率,焊接后的V型坡口板填充效果以及焊缝成形良好。     

厚板弧焊机器人自定义型焊道编排策略

多层多道焊路径的自动规划是实现厚板机器人焊接的关键技术之一.对典型的单面V形和双面K形坡口多道焊路径规划策略进行了研究,建立了基于图形多层多道焊离线规划模块,通过特征建模、焊接顺序、焊道参数及规划类形等设置,系统可自动生成多层多道焊路径的位置和姿态,重点推导了自定义型多道焊路径规划策略,并对单面V形坡口多层多道S形焊缝进行自定义型路径规划,实现了机器人多道焊的仿真和运动程序的快速生成,提高了示教灵活度和效率.     

管道自由口连头自动焊接工艺

为了提高管道自由口连头的焊接质量和焊接效率，降低人工劳动强度，采用CPP900-W1A单焊枪管道自动焊进行自由口连头焊接试验。试验优化并设计了双V形复合坡口，根据相控阵超声波检测（Phased array ultrasound testing,PAUT）、射线检测（Radiographic testing,RT）结果和焊接缺陷的宏观金相形貌，对接头典型缺陷进行了分析，优化了施工方法和焊接工艺，进行了焊接工艺的焊接时效验证和焊接接头力学性能测试。结果表明，双V形坡口相比单V形坡口可减少金属填充量约30%；采用实心焊丝气体保护下向焊（根焊、热焊）+药芯焊丝气体保护上向焊（填充焊、盖面焊）工艺的焊接用时为2.8～3.5 h，相比传统连头工艺的焊接可节省时间约50%，采用该焊接工艺连续焊接5道口并检测合格，焊接接头力学性能均满足工艺规程的相关标准要求，试验得到了满足管道自由口连头的焊接施工方法和焊接工艺，为中俄东线管道自由口连头焊接提供了高效、可靠的焊接工艺。     

316L不锈钢分离器现场焊接工艺

分析了316L不锈钢分离器的焊接性和焊接工艺特点,根据其特点制定其焊接工艺:采用焊条电弧焊填充、盖面,采用氩弧焊打底,焊条电弧焊选用WSE-315型焊机、焊条A022,氩弧焊采用TIG400型号焊机、焊丝H00Cr19Ni12Mo2Cu2,采用V形坡口,坡口角度70°。焊后进行接头检验,结果表明,焊接接头成形良好,无咬边、凹陷、气孔、夹渣等缺陷;力学性能指标良好;焊道熔合较好,熔深满足要求。     

基于抛物线模型的V形坡口焊道规划排布

为了提高大型相贯构件机器人焊接的焊道规划准确性，提出了抛物线模型，结合等面积与等高法研究了多层多道焊道排布方法.首先，规划焊接工艺参数、焊道的横截面、焊接顺序以及焊枪位姿，进一步推导出焊道排布算法的公式，借助MATLAB软件进行多层多道焊道排布的仿真；最后通过机器人焊接试验验证多层多道排布的方法.结果表明，仿真的焊道排布结果与试验的V形坡口每层每道轮廓相吻合，说明提出的基于抛物线模型的多层多道排布算法是准确可行的.该研究成果为机器人焊接相贯构件的多层多道焊道排布提供了重要的理论基础.     

转向架用SMA490BW耐候钢超射流过渡焊接工艺试验

采用超射流过渡焊接工艺模式,分别对转向架用SMA490BW钢对接接头和T型接头的底层焊道进行焊接工艺参数优化试验,并研究焊接接头的微观组织和力学性能。结果表明:在其他焊接工艺条件不变的情况下,当对接接头底层焊道的电流290 A、电压27.8 V、焊速9.4 mm/s和钝边0.5 mm时,T型接头底层焊道的电流280 A、电压27.2 V、焊速6 mm/s和坡口角度50°时,可获得较为理想的焊缝成形。与传统的脉冲MAG焊接工艺相比,超射流过渡MAG焊接工艺的熔深能力更大,焊接接头的屈服强度、抗拉强度和延伸率有所提高,符合焊接工艺评定试验标准的要求。     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接工艺实验

焊剂带约束电弧的行为已有基本的认识,用于超窄间隙焊接有明显的优势.在间隙宽度为4mm、钢板厚度为30mm的I形坡口中,进行多层单道焊剂带约束电弧超窄间隙焊接试验.整个焊接接头要通过根焊、填充焊和盖面焊来完成,通过试验分析得到各焊道所对应的焊接工艺参数.这种超窄间隙焊接方法线能量低,约为0.6kJ/mm;所得到焊接接头的热影响区宽度窄,约为1.3 mm;采用常规的CO2气保焊焊丝H08Mn2Si,超窄间隙焊缝硬度比CO2气保焊焊缝硬度提高60％.     

焊接自动线和焊接机器人

20106112 大构件相贯线焊接机器人多层多道焊轨迹规划／苗新刚…／／材料科学与工艺．-2010,18（5）：629～634为了提高大型相贯线焊接构件在使用机器人做埋弧多层多道焊接时的示教和焊接效率,提出了一种焊道轨迹规划方法。     

机器人自动脉冲TIG焊J形坡口焊缝填充策略

核电压力容器封头由半球形封头和多个圆管相贯构成,连接的焊缝为J形坡口,轨迹是球管相贯的空间曲线,位于封头内部.由于该焊缝的特殊性,目前普遍采用手工焊接,质量与效率不佳.文中针对核电压力容器封头J形坡口的机器人自动焊接技术提出了一种多层多道焊填充策略.通过焊接结构分析,确定了J形坡口的焊接工艺分区,提出了设定焊接层数、道数的焊接轨迹规划方法,进而提出了焊接工艺参数的设定规则并据此对焊缝形状进行控制.结果表明,应用文中提出的焊缝填充策略及焊缝形状控制方法可获得良好的焊缝成形.     

用补偿焊接法防止多面壳体焊接接头胀形开裂的研究

分析了多面壳体胀形开裂的原因，认为内侧焊趾处的塑性应变集中和热影响区塑性降低是引起开裂的主要原因，在此基础上，提出了防止胀形开裂的工艺方法，即由转移焊道和回火焊道组成的补偿焊法，通过实验研究说明，补偿焊法提高球壳体焊接接头工艺塑性和防止胀形开裂的原因在于转移焊道改变了内侧熔合线方向和改善焊趾形状；回火焊道改善了热影响区的组织，降低了热影响硬度，提高热影响区的塑性。     

多层多道埋弧焊工艺参数优化设计方法

多层多道埋弧焊应用领域广泛,但是由于焊接参数较多,焊接工艺的制定和参数优化较为困难。首先给出了底层焊(打底焊)、填充焊和盖面焊的焊接参数设定和优化的基本原则,然后设计了相应的参数设定和优化软件,对焊接电流、焊接速度、焊接电压、热输入以及焊道数等基本参数进行优化计算。对所设计的焊接参数优化系统,采用K型坡口的工件进行实验验证,实验结果和本焊接参数优化系统给出的结果符合良好。利用该系统还可以实现填充焊阶段的电流递增优化设计,在保证焊接热输入不超标的情况下,减少焊道数,提高生产效率。     

两种TIG焊工艺对LD10接头力学性能的影响

对5.5 mm厚度的LD10(2A14-T6)铝合金进行了两种工艺的TIG焊接,采用热电偶测定了接头的热循环曲线,分析了不同工艺对接头力学性能的影响.结果表明,两面三层焊热影响区中同一点先后经历三次热循环,导致过时效区硬度大幅下降,拉伸时断裂于此;焊缝区各层所经历的热过程不同,导致其硬度起伏较大.与两面三层焊相比,单面两层焊有更高的抗拉强度,为358.3 MPa,热影响区范围窄,且过时效区硬度比三层焊时高,但焊缝中气孔和晶界网状分布的第二相的存在使焊缝和接头的塑性相对降低.     

GH901基体表面等离子喷焊司太立6#合金层的组织与性能研究

随着汽轮机设计参数的日趋提升,对高温材料及相关的表面改性技术的需求也日趋强烈.GH901材质及其氮化、熔覆的零部件也广泛地应用于抗高温氧化、耐高温磨损的工况.通过使用等离子喷焊(PTA)方式,在GH901材质上进行单层或双层喷焊司太立合金试验,研究了焊接单层及双层司太立合金对焊接接头热影响区组织性能的影响.结果表明,采...     

Application of switch back welding to V groove MAG welding

The formation of stable back beads in a root pass weld during one side multi-layer welding is important to achieve high quality welded metal joints in MAG welding. The authors employed the switch back welding method for V groove joints without backing plates. In this switch back welding method, the torch moves forward and backward with an oscillation frequency of 2.5 Hz. In order to achieve this welding, personal computers control the conventional welding robot, the power source characteristic and the wire feeder unit. During the forward, the torch is weaving on the V groove gap without the weld pool. If the weaving width becomes wider than the proper width, the tip of the wire becomes high and a good back bead cannot be obtained. The weaving width is adjusted so as to get the proper width in the switch back welding. The suitability of the welding conditions for each root gap was verified by observation of the arc, the weld pool and the external appearance of back beads. A good back bead was obtained under V groove welding in 2–4 mm gap.     

TC4钛合金摩擦焊接头的力学性能及显微组织

对钛合金TC4（Ti-6Al-4V）摩擦焊接性能进行了较详细的试验分析。结合摩擦焊接参数的优化选择,叙述了该合金摩擦焊接过程的特点,讨论分析了其焊接接头的力学性能及焊合区的显微组织结构。试验结果表明,该合金具有良好的摩擦焊接性,在无特殊保护措施的条件下,优化工艺,可获得良好的焊接接头。由于TC4钛合金导热系数小,热塑性高,容易氧化,摩擦焊亦选用较小的规范参数。焊合区硬度略低于母材,拉伸度样断于母材,拉伸、冲击断口均表现出明显的韧性断裂特性。力学性能数据表明,用优化的规范参数,TC4钛合金可获得等强、等韧甚至超强、超韧于母材的摩擦焊接接头。TC4钛合金摩擦焊接接头焊合区组织为细密的网蓝状组织,焊合区与母材过渡区为双态组织。     

Quantitative research on the heat affected zone of weave bead welding for Invaralloy

Quantitative research on the heat affected zone( HAZ) of weave bead welding( WBW) joint for Invar alloy is carried out in this paper. Based on the morphology and related data analysis of the weld seam,the width difference of each layer and the forming mechanism are analyzed. Results show that the bottom layer( Layer 1) has the widest HAZ and the smallest fluctuation,which reaches 1 200 μm. HAZ width of layer 2 to 5 is relatively narrower which is basically below 600μm,while the amplitude fluctuation is greater. The main reason lies in the welding path. The long straight welding without weave causes the base metal near the groove fully melts which causes by the long straight welding without weave,while welding with weave leads to the uneven and inadequate melting of metal near groove.     

API X52管线钢与Corus RQT 701超高强钢的焊接工艺

针对超高强钢在机械行业的广泛使用,焊接接头易出现淬硬脆化、裂纹等缺陷的情况,采用焊条电弧焊(SMAW)和药芯气体保护焊(FCAW-GS)组合的焊接方法,对API X52管线钢与Corus RQT 701超高强钢的焊接进行了工艺试验,并进行常规力学性能试验。结果表明,通过合理匹配焊接工艺参数,严格控制低热输入量及层间温度,实现了小熔合比的异种钢焊接,且焊接接头具有良好的力学性能,达到了标准和规格书的要求;异种高强钢焊接,采用SMAW打底焊接和FCAWGS填充并盖面的方法,焊接效率较单纯采用焊条电弧焊工艺提高2倍以上。     

聚变堆用奥氏体不锈钢不同激光输出模式熔丝特征

针对聚变堆用316LN奥氏体不锈钢材料,分别在连续激光和脉冲激光模式下进行了激光填丝焊接试验。主要研究了不同焊接工艺参数下的焊丝熔入特征及其对焊缝质量的影响,并对连续激光与脉冲激光焊接熔池流动及熔池形貌、接头的显微组织进行了研究。结果表明,连续激光填丝焊和脉冲激光填丝焊在合适的焊接工艺参数下均能获得焊丝液桥过渡,且熔池铺展均匀、焊缝成形良好。与脉冲激光填丝焊相比,连续激光填丝焊在坡口中的熔池长度约是脉冲激光填丝焊的3倍,温度梯度较大,更易产生侧壁未熔合和贯穿焊缝中心的凝固裂纹等缺陷。连续激光填丝焊的焊缝显微组织以柱状晶为主,由焊缝两边向焊缝中心生长,方向性强。脉冲激光填丝焊的焊缝两侧显微组织以柱状晶为主,各个区域都受到了相邻脉冲的重复作用,具有周期性,产生二次结晶,有助于熔池的搅动和晶粒细化,打乱了枝晶生长的方向性;焊缝中心区域为方向各异的柱状晶和等轴晶,枝晶间距减小,能够抑制裂纹的产生。 创新点： 首次提出通过脉冲激光调控结晶形态以抑制厚板焊接中裂纹的焊接工艺,可在不添加任何外部设备的基础上实现对裂纹的有效控制,打破了传统焊接工艺带来的局限性。     

小孔径自动钨极氩弧焊在管板焊接中的应用

介绍了一种专用于小孔内填丝的新型管板接头氩孤焊机和机头在管板焊接工作中的应用,通过多次规范试验验证并最终确定坡口制备方式和焊接规范参数,焊接后经过射线检测、腐蚀试验、宏观金相试验、拉脱试验等的验证,确保焊接接头获得满意的焊接质量,为以后小孔内填丝焊接制造技术提供了一定的理论基础.