不锈钢冷金属过渡焊角接接头应力及变形规律研究

在高速列车轻量化课题中,不锈钢薄板作为车体结构的关键部分越来越受重视。针对异种厚度的SUS301L不锈钢薄板,采用冷金属过渡技术进行角接试验,通过热电偶采集焊接时距焊缝不同位置的温度变化。用3D激光扫描仪测量焊接变形,由于采用焊缝悬空的约束方法,底板焊后发生了较大的呈波浪状的变形,最大变形量达到6.545 mm。用μ-X360分析仪检测接头残余应力,应力呈M型分布。     

汽车车身用铝合金冷金属过渡点塞焊工艺分析

采用AlSi₅铝合金焊丝,冷金属过渡方法对汽车车身用6061铝合金进行了搭接点塞焊试验,研究了送丝速度、铝板孔直径、点塞焊时间对点塞焊接头焊点直径、焊核直径和拉伸载荷的影响.结果表明,送丝速度主要影响焊点直径的大小,点塞焊时间和铝板孔直径主要影响焊核直径和拉伸载荷.接头拉伸载荷主要取决于焊核直径的大小,焊核直径越大,拉伸载荷越大,与焊点直径关系不大.接头为典型的熔焊接头,焊缝主要由α-Al固溶体和Al-Si共晶相组成,点塞焊接头断裂方式为撕裂型断裂.     

超薄板MIG/MAG焊--CMT冷金属过渡技术

Fronius公司CMT（Cold Metal Transfer）冷金属过渡技术是在MIG／MAG焊基础上开发的一种革新技术．第一次将送丝运动与熔漓过渡过程进行数字化协调。当焊机的DSP处理器监测到一个熔滴短路信号。就会反馈给送丝机构,并回抽焊丝帮助溶滴脱落。使熔滴过渡在几乎无电流的状态下进行。整个焊接过程实现“热-冷-热”交替转换,每秒钟转换达70次。焊接热输入量大幅降低。实现0．3mm以上薄板的无飞溅、离质量MIG／MAG熔焊和MIG钎焊。更值得一提的是使用此种工艺还可进行只有激光和电了束才可实现的钢与铝的异种焊接。     

汽车用镁/钢异种金属冷金属过渡点焊工艺特性

采用冷金属过渡的方法对AZ31B变形镁合金和镀锌钢板进行搭接点焊试验,运用正交试验法优化工艺参数,同时利用光学显微镜、扫描电镜和万能拉伸试验机对焊接接头的微观组织和力学性能进行研究.结果表明,运用冷金属过渡方法能够获得成形美观和性能良好的焊接接头;工艺参数显著性顺序为镀锌钢板孔径大小、送丝速度、点焊时间;接头为典型的点熔钎焊接头,由钎焊结合区和熔焊结合区组成;接头的抗拉剪载荷可达3.12 kN,远大于相同尺寸下镁镁点焊试样的抗拉剪载荷,接头的断裂方式为剪切型断裂和撕裂型断裂.     

保护气体成分对双丝旁路耦合电弧GMAW旁路熔滴过渡形式的影响

双丝旁路耦合电弧GMAW的旁路焊枪选择了正极性接法即焊丝接电源负极,旁路熔滴仅依靠重力向熔池过渡,旁路熔滴尺寸较大且过渡过程并不稳定.针对这一问题,采用已建立的双丝旁路耦合电弧焊接过程信号控制与高速摄像采集系统,采集了纯氩气保护时旁路熔滴过渡形式,并分析了旁路熔滴尺寸较大且过渡过程不稳定的原因.在此基础上,采用80% Ar+20% CO₂为保护气体进行了焊接试验.结果表明,焊接过程中,保护气体中的O元素在旁路熔滴表面形成了氧化膜,旁路电弧在旁路熔滴表面的氧化膜上稳定燃烧,从而使电磁收缩力重新作用在旁路熔滴上并促进旁路熔滴向熔池过渡,因此焊接过程中旁路熔滴尺寸明显减小,熔滴过渡过程更加稳定.     

基于冷金属过渡技术快速成形工艺

为了拓宽快速成形技术,采用冷金属过渡焊接快速成形方法以及建立的机器人快速成形系统,研究了焊接电流、焊接速度和不同焊接方法对焊缝的宽高比λ的影响,进一步研究了焊接电流、提升高度和焊接方法对多层柱体焊缝成形的影响,总结得出合适的焊接工艺参数并分析测试了快速成形试样的力学性能.结果表明,焊缝宽高比λ较大的焊接工艺参数有利于获得表面平整和尺寸精度较高的快速成形试样,合适的焊接工艺参数和焊接方法能够控制尺寸精度,获得性能优异的成形试样.     

冷金属过渡搭接焊镁铝异种金属接头组织及性能

采用冷金属过渡（CMT）焊接工艺,以HS201铜焊丝作为焊缝填充金属对AZ3l镁合金和6061铝合金进行搭接焊接．测试了接头的抗剪强度和显微硬度,并利用光学显微镜（OM）、扫描电镜（SEM）、能谱（EDS）对接头的组织成分及断口形貌进行了分析．结果表明,当焊接电流为109A,电弧电压10．9V,送丝速度4．9mm／s,...     

Simulation of droplet transfer process and current waveform control of CO_2 arc welding

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＣＯ2 ｓｈｉｅｌｄｅｄａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｗｉｔｈｈｉｇｈｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ,ｌｏｗｅｒｅｎｅｒｇｙｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ,ｌｅｓｓｈｙｄｒｏｇｅｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｈｉｇｈａｎｔｉ ｏｘ ｉｄａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｙ .Ｔｈｅｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｓａｍａｉｎｆｏｒｍｉｎＣＯ2 ａｒｃｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ ,ｂｕｔｉｔｈａｓｔｏｏｍｕｃｈｓｐａｔｔｅｒｉｎｇ ,ａｎｄｕｎｓａｔｉｓｆ…     

Transient behaviour of torque and process efficiency during inertia friction welding

ABSTRACT

Process efficiency is a crucial parameter for inertia friction welding (IFW). A new method is developed to determine the efficiency by comparing the workpiece torque used to heat and deform the joint to the total torque. Particularly, the former is measured by torque load cell attached to the non-rotating workpiece, while the latter is determined from the deceleration rate of flywheel. The efficiency measured for IFW of AISI 1018 steel is inputted into analytical heat balance calculation of the upset length and finite element thermo-mechanical modelling of the extruded flash profile. The calculated results are consistent with the respective experiment data. The transient behaviour of torque and efficiency is discussed based on the energy loss and the bond formation.     

细丝大电流MAG焊的熔滴过渡机制

借助高速摄像分析了两种常规混合气体(80%Ar+20%CO2和98%Ar+2%O2)保护的细丝大电流MAG焊的基本特点,研究了焊丝伸出长度和保护气体成分对第二临界电流的影响规律,揭示了细丝大电流MAG焊的熔滴过渡机制.同时详细地分析了离心破断过渡、混合过渡和旋转短路过渡的产生条件和形成过程.并指出了80%Ar+20%CO2气体保护的细丝大电流MAG焊之所以无法应用的根本所在,从而确立了98%Ar+2%O2气体保护的细丝大电流MAG焊实现高效化焊接的可行性.     

利用窗口光谱信息控制熔滴过渡的脉冲焊机

介绍了熔滴过渡与窗口光谱的对应关系，利用这一关系研制出了窗口光谱信息控制熔滴过渡的脉冲焊机，并给出了控制原理和实际控制效暴。     

CO2焊短路过渡过程的高速摄影研究

介绍利用高速摄影技术研究CO2焊短路过渡过程，指出高速摄影应根据研究对象的具体特点和研究目标等因素选择最适合的拍摄方案。通过对普通短路过渡过程和波形控制短路过渡过程各有侧重点的高速摄影研究，分别观察了不同条件下短路过渡过程中熔滴和电弧的形态，表明适当选择拍摄方案有利于对CO2焊短路过渡过程多方面特征的研究。     

局部干法环境下GMAW横向焊接熔滴过渡特性

提出了一种水下结构件局部干法横向焊接方法,该方法通过对排水罩结构进行设计,使高压气体在排水的同时在排水罩内部形成向上流动的风场,利用风场对熔池的吹袭作用来抑制熔池下淌. 采用高速摄像技术研究了在侧向风场作用下GMAW焊的熔滴过渡特性. 结果表明,在短路过渡状态下,由于受到侧向风场的影响,更容易发生B型短路过渡. 在滴状过渡时,由于熔滴体积较大,侧向风场的支托作用不明显,熔滴沿焊丝倾斜向下过渡到熔池中. 在射流过渡时,侧向风场对电弧的影响较小,使熔滴略微向上偏斜,有助于减小熔池下淌程度,获得较好的焊缝成形质量. 研究结果对于水下结构件横向焊接质量控制有一定的参考价值.     

熔化极气体保护焊焊缝成形的关键工艺条件

目前熔化极气体保护焊在广泛应用于很多行业,但由于缺乏系统全面介绍该焊接方法工艺的资料,同时熔化极气体保护焊工艺又较为复杂,导致不少多年从事熔化极气体保护焊的工作人员也很难将焊接工艺编制和焊接参数调节工作做得较圆满,阻碍了熔化极气体保护焊的应用与推广,因此研究总结熔化极气体保护焊工艺具有现实意义。在应用熔化极气体保护焊的基础上,用实验验证了焊接电流、电弧电压、干伸长度和焊接速度对焊缝成形的影响,分析总结了其对焊缝形状的影响规律,为熔化极气体保护焊技术的推广应用提供了技术参考。     

Computer-based sensing and visualizing of metal transfer mode in gas metal arc welding

Using Xenon lamp lights to overcome the strong interference from the welding arc, a computer-based system is developed to sense and visualize the metal transfer in GMAW. This system combines through-the-arc sensing of the welding current and arc voltage with high speed imaging of the metal transfer. It can simultaneously display the metal transfer processes and waveforms of electrical welding parameters in real-time The metal transfer videos and waveforms of electrical welding parameters can be recorded. Metal transfers under various welding conditions have been investigated with the system developed.     

Measuring the process efficiency of controlled gas metal arc welding processes

Abstract

The thermal or process efficiency in gas metal arc welding (GMAW) is a crucial input to numerical models of the process and requires the use of an accurate welding calorimeter. In this paper, the authors compare a liquid nitrogen calorimeter with an insulated box calorimeter for measuring the process efficiency of Fronius cold metal transfer, Lincoln surface tension transfer and RapidArc, Kemppi FastRoot and standard pulsed GMAW. All of the controlled dip transfer processes had a process efficiency of ～85% when measured with the liquid nitrogen calorimeter. This value was slightly higher when welding in a groove and slightly lower for the RapidArc and pulsed GMAW. The efficiency measured with the insulated box calorimeter was slightly lower, but it had the advantage of a much smaller random error.     

平板金属爆炸焊接过程数值模拟

利用大型有限元软件ANSYS/LS-DYNA对平板金属爆炸焊接过程进行了数值模拟,获得了爆炸焊接过程中形成的射流及波形,模拟结果与试验结果表现出良好的一致性.数值模拟结果证明,数值模型较准确的反映了爆炸焊接射流和波形的形成过程.同时,输出特征点压力和速度—时间曲线可显示出起爆近点压力小于起爆远点压力.在相同药层厚度条件下,起爆近点爆炸复合能量不足,易出现雷管区边界效应,影响焊接质量.此外,通过数值计算碰撞点压力与速度分布,并与理论计算结果进行了比较,说明数值计算值与理论计算值误差不超过5%,可有效指导爆炸焊接参数的选择.     

水下湿法焊条电弧焊接过程稳定性评价

焊接电参数(电弧电压、焊接电流)包含着丰富的焊接过程信息.针对水下湿法焊条电弧焊工艺,在不同焊接工艺条件(不同水深、不同焊条)时在线采集焊接电弧电压瞬时值,然后对其进行统计处理.利用电弧电压标准差σU以及电弧电压瞬时值与电弧电压平均值差值H的频率对比和焊接过程稳定性指数W相结合的方式,对水下湿法焊条电弧焊接过程的稳定性进行直观分析和定量评价.结果表明,利用W可以很好地识别不同焊接过程的稳定性,为水下焊接工艺稳定控制提供了新的方法,具有重要的理论意义.     

不同CMT工艺2014-T6焊缝成形及气孔分析

分别采用3种不同的冷金属过渡(CMT)焊接工艺进行2014-T6铝合金平板堆焊成形,研究不同CMT工艺对铝合金焊缝成形特征及气孔的影响. 结果表明,保持送丝速度7.5 m/min、电弧长度和保护气体纯Ar流量25L/min不变,2014-T6铝合金常规CMT焊缝具有明显的指状熔深特征,焊缝气孔缺陷严重且呈全焊缝分布特征;脉冲CMT(CMT-P)焊缝的指状熔深特征减缓,气孔显著减少,焊接速度0.6 m/min时焊缝基本无气孔;变极性复合脉冲CMT(CMT-PADV)焊缝熔深仅约0.4 mm,成形呈显著球形特征,气孔明显减少,焊接速度0.4 m/min时基本无气孔.     

带状电极MAG焊工艺熔滴过渡分析

采用氙灯背光高速摄像系统对带状电极MAG焊的熔滴过渡进行了研究.试验发现,随焊接工艺参数的增大,钢带端部熔化变得均匀,由多个熔滴并存转变为只产生一个熔滴.熔滴在长大过程中沿钢带端部移动,过渡位置不定.随焊接参数由小到大变化,熔滴依次呈现短路过渡、大滴过渡、射滴过渡、射流过渡和旋转射流过渡等形式.结果表明,射滴过渡是带状电极MAG焊熔滴过渡的主要方式;电流、电压波形与熔滴过渡形式之间有很好的对应关系;由于其特殊的电极形状和熔滴过渡特点,带状电极MAG焊适合大电流高速焊,可以提高焊接效率.