基于神经网络模型的P-GMAW焊缝成形过程仿真

脉冲熔化极气体保护焊(P-GMAW)是一种高效、适应性强的焊接方法之一,在工业生产中得到了广泛的应用.文中以低碳钢P-GMAW为对象,研究其焊缝成形过程的建模与仿真方法.文中首先利用BP神经网络,建立了该过程的动态模型,然后利用该模型的稳态与动态仿真揭示了P-GMAW过程的成形规律.同时,文中提出了一种利用神经网络模型...     

基于RBF网络的P-GMAW焊缝成形过程建模

分析了薄板平板堆焊熔透的影响因素,利用径向基函数网络（RBFN）,建立了脉冲熔化极气体保护焊（P-GMAW）的焊缝成形过程模型.结果表明,在P-GMAW薄板堆焊中,以焊接规范为输入变量,利用该网络模型能很好的预测背面熔宽.     

6061-T6铝合金DP-MIG焊轧复合成形接头组织与力学性能

为解决6061-T6铝合金焊后热影响区软化导致力学性能下降的问题,基于焊接接头余高大变形强化过时效软化区的思想,采用双轧辊系统对6061-T6薄板铝合金直流双脉冲熔化极气体保护焊(DC double pulse metal inert gas welding,DP-MIG焊)接头进行同步双面轧制,并分析了焊轧复合成形接头组织与力学性能.结果表明,焊缝晶粒受到竖直方向的轧制力发生大塑性变形,内部气孔消失,焊缝区域变宽,邻近焊缝的热影响区受到来自焊缝的挤压力发生协同宏观变形,远离焊缝的过时效软化区组织受到来自焊缝处的压应力,从沿垂直焊缝方向产生部分协同形变强化;接头的硬度明显提升,过时效软化区的硬度由60～70 HV提升至80～90 HV,过时效软化区的拉伸性能也有所提升,当焊接速度为800 mm/min时,抗拉强度最佳可达到母材的83.6%,相较于焊接接头提升19.4%,进而实现了对过时效软化区的强化效果.     

水下高压干式环境下压力及焊接参数对GMAW焊缝成形的影响

开展水下高压干法焊接试验研究,在焊接过程相对稳定的情况下,以环境压力、焊接电流、保护气成分、焊丝伸出长度为变量,探索其对于焊缝截面成形的影响规律. 采用正交试验方法,通过试验确定了焊缝熔深、熔宽及余高随上述变量的变化规律. 结果表明,随着环境压力增大,焊接飞溅增多,熔深增加,熔宽减小,余高增高;高压环境下,随着焊接电流增大,熔宽没有明显变化,熔深增加,余高略有增加;随着保护气中CO₂比例的增加,熔深减小,熔宽增加,余高变化不明显;随着焊丝伸出长度增加,熔深减小,熔宽增加,余高增加.     

熔化极气体保护焊立焊单面焊双面成形技术

在焊工考试中要想焊出美观、质量优良的熔化极气体保护焊焊接接头,在练习过程中需要严格按照对接试件评分标准要求自己,并经过严格反复练习。文中从对接试件表面评分标准、内部质量评分标准、焊前准备、打底层施焊、填充层施焊、盖面层施焊及接头处理等方面进行了阐述。根据焊接实践,焊接之前深入了解在焊接技能等级考试中对焊接试件表面及内部评分标准要求,了解容易出现焊接缺欠的种类及位置,并提出对应的避免措施。阐述了熔化极气体保护焊单面焊双面成形过程中每一步操作要点及操作技巧,对焊接出优质、美观的焊缝具有一定的指导作用。     

基于摆动激光扫描的GMAW焊缝成形调控

将摆动激光与GMAW工艺复合,利用“8”字形摆动激光扫描液态熔池,对其温度场和流场进行调控,以改变熔池温度梯度,主动调控熔池流动以改善焊缝成形.在6061铝合金板材表面进行堆焊试验,重点探究了光丝间距、摆动幅度、激光功率对于焊缝成形的影响,采用高速摄像机拍摄激光扫描熔池过程.结果表明,摆动激光扫描可以有效抑制成形缺陷的发生,当摆动激光扫描熔池中部时可以获得最佳的焊缝成形效果.摆动激光扫描降低了熔池温度梯度分布,同时激光扫描产生的激光蒸发反力可以驱动熔池流动,促进了液态熔池的流动铺展,从而有效抑制了不规则焊缝成形缺陷,减少焊缝内部气孔和裂纹缺陷.调节摆动激光摆幅可以在一定范围内对焊缝宽度进行调控.     

60Si2Mn钢等离子喷焊快速成形组织及性能研究

将等离子喷焊技术与快速成形技术相结合,实现了金属零件的直接成形。研究表明,等离子喷焊技术具有工艺流程少、成形速度快、设备简单等特点;在一定的焊接工艺条件下,喷焊层组织晶粒细小、均匀且晶界明显,喷焊层的显微组织为马氏体和残余奥氏体,类似于60Si2Mn钢淬火后组织,喷焊层显微硬度分布均匀,在590～630HV之间,力学性能好。     

GIL壳体5754铝合金FSW与GTAW接头组织和性能

针对GIL壳体材料5754铝合金,制备FSW和GTAW接头,并研究焊接接头的显微组织、拉伸性能、弯曲性能和冲击性能。结果表明,两种焊接方法下焊缝组织均为α-Al基体弥散分布着细小的β相(Al8Mg5),采用GTAW方法时,热影响区晶粒明显粗化;两种焊接接头的强度和弯曲性能均可以满足壳体的强度设计要求。由于FSW过程的搅拌作用,焊缝金属发生高温动态回复再结晶,因此FSW接头的抗拉强度和冲击性能更为优异。     

A6N01铝合金脉冲MIG焊接接头的组织与性能研究

采用脉冲熔化极惰性气体保护焊(P-MIG)方法进行了国产A6N01铝合金的焊接,研究了焊接接头的力学性能和微观组织等,结果表明:焊缝熔敷金属为等轴晶状的铸态组织,靠近母材的熔合区形成了一层较薄的细小等轴状组织,焊接热影响区的部分强化相Mg2Si固溶到基体中。焊接接头的显微硬度以焊缝中心最低。焊接接头成形良好,焊态抗拉强度为198 MPa,断后伸长率为7.0%,断口位于焊缝。     

铝合金AC-P-MIG焊丝熔化速度与焊缝成形

铝合金AC—P—MIG焊丝熔化速度主要受焊接电流、BEN比率的影响,在相同BEN比率下,焊丝熔化速度随焊接电流的增大而增大;在相同电流下,焊丝熔化速度随着EN比率的增大而增大．由于阴阳极等效压降的不同及电弧形态特征的差异,随着BEN比率的增加,焊丝得到更有效、更多能量的加热,故熔化速度加快．在同样送丝速度与焊接速度下,随着BEN比率的增加,焊接电流减小,熔深、熔宽减小,余高显著增大．因此AC-P—MIG可以有效解决薄板焊接易烧穿问题,并且可以提高搭接间隙范围,实现薄板的高速、高质量焊接．     

基于激光熔覆的金属零件快速成形组织与性能

采用同步送粉法进行了镍基合金Ni25、Ni60和316L不锈钢多层激光熔覆成形试验,对不同材料的成形组织与性能进行了表征。结果表明,成形零件组织细小、致密,无缺陷,层与层之间为冶金结合;快速凝固枝晶沿最大温度梯度方向呈外延方式择优生长。力学性能测试表明,316L不锈钢零件抗拉强度达680MPa,伸长率超过40％,达到或超过铸造和冷、热轧退火零件的性能,能够满足实际使用要求。     

激光快速成形过程中316L不锈钢显微组织的演变

对316L不锈钢在激光快速成形过程中的凝固行为和组织形成进行了考察．结果表明,成形件呈现全γ奥氏体结构,γ奥氏体从基体外延生长成柱状枝晶,并显示较强的晶体取向性,其（100）晶向基本平行沉积方向,仅在顶部出现一薄层转向枝晶层,而在成形件中出现的层带结构并未影响不同熔覆沉积层之间组织生长和取向的连续性．采用最高界面生长温度判据对激光快速成形中的相形成规律进行了分析,并结合平界面稳定性分析、枝晶生长理论和柱状晶／等轴晶转变模型讨论了成形件中的层带形成及外延柱状晶生长特性．     

激光快速成形TC21钛合金沉积态组织研究

分别采用光学显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射和显微硬度等测试手段，研究了激光快速成形高强高韧损伤容限型TC21钛合金的沉积态组织。结果表明：TC21沉积态有着粗大的沿沉积高度方向外延生长的原始声柱状晶，仅最后一层熔覆层顶部为较细小的声等轴晶。宏观上存在明暗两个组织区域，明区为针状马氏体区，位于最后十几层熔覆层，暗区为网篮组织区。结合成形过程传热和组织转变理论分析认为，网篮组织是由明区的初始快冷凝固的马氏体在成形过程中，经受再热循环的固溶时效作用转变而来。随着激光功率的增大，原始声柱状晶将粗化，暗区网篮组织中片状口亦将长大；明区硬度基本不变，暗区硬度略有下降。     

激光直接快速成形金属零件机理及特征的理论研究

分析了双组元金属粉末的激光直接快速成形金属零件的机理,阐述了烧结成形过程中的一些基本特征,主要包括翘曲变形、球化效应和裂纹.从理论上讨论了激光参数、工艺参数、材料特性、烧结气氛等对成形件质量的影响.     

稀土低合金耐磨钢焊条熔敷金属的组织和力学性能

针对低合金耐磨钢在使用过程中的特点,开发研制了两种稀土低合金耐磨铸钢焊条,对添加稀土铈焊条的熔敷金属显微组织和性能进行了分析。结果表明,稀土的加入能够细化熔敷金属显微组织、提高熔敷金属的冲击韧度;在同等条件下,添加稀土铈焊条比添加稀土钇焊条的熔敷金属的耐磨性要好;稀土能够提高熔敷金属耐磨性缘于稀土在熔敷金属中的细化晶粒及促使第二相粒子的均匀分布作用。     

稀土低合金耐磨钢焊条熔敷金属的组织和力学性能

针对低合金耐磨钢在使用过程中的特点，开发研制了两种稀土低合金耐磨铸钢焊条．对添加稀土铈焊条的熔敷金属显微组织和性能进行了分析。结果表明，稀土的加入能够细化熔敷金属显微组织、提高熔敷金属的冲击韧度；存同等条件下，添加稀土铈焊条比添加稀土钇焊条的熔敷金属的耐磨性要好；稀土能够提高熔敷金属耐磨性缘于稀土在熔敷金属中的细化晶粒及促使第二相粒予的均匀分布作用。     

工艺参数对激光快速成形TC4钛合金组织及成形质量的影响

通过改变激光快速成形过程中激光功率、扫描速度、搭接率、Z轴增量AZ等工艺参数，研究了各工艺参数对Ti-6Al-4V合金组织及成形质量的影响规律。结果表明：随着激光功率尸的提高，柱状晶的长度逐渐变短并转变为类似等轴晶的不规则晶粒；在相同的激光功率下，柱状晶的尺度随着激光扫描速度矿的增加变得细且长；当P／V值大于933W·s／mm时，晶粒呈现等轴晶形态。存在一个临界搭接率，当搭接率为30％时，成形件内部组织基本质量良好，只是在靠近基材区域有少量的熔合不良；如搭接率小于30％，两相邻熔覆道之间的搭接区将出现形状不规则的熔合不良现象。另外，△Z过小会造成重熔深度变大，层与层的结合处组织粗大；△Z过大时会造成层间熔合不良。     

Q235钢表面氩弧熔覆TiC复合涂层的组织与性能

以Ti粉、C粉、Fe粉为原料,利用氩弧熔覆技术在Q235钢表面原位合成了TiC增强Fe基复合涂层,分析了涂层的显微组织和物相,测定了涂层的硬度。结果表明:复合涂层与基体界面无气孔、裂纹,呈冶金结合;熔覆层组织由树枝晶、等轴晶组成,TiC主要分布于晶粒内和晶界处;涂层显微硬度随TiC含量的增加而增大。     

堆焊快速成形低碳钢件的组织与微观力学性能

采用自制的低碳Ti、B微合金化金属芯焊丝进行了金属零件的堆焊快速成形试验,研究了成形件的组织特征和显微硬度,结果表明:沿沉积高度方向上,成形件的连续组织具有分层特征,珠光体的含量逐渐减少,铁素体的含量逐渐增加,表层主要为块状铁素体,这与成形件各区域的热循环条件和基板材料中C元素的扩散有关;成形件底部和中间区域的显微硬度显著高于表层区域的显微硬度。采用纳米压痕法研究了成形件组织中针状铁素体和块状铁素体的微观力学性能,结果表明:针状铁素体的硬度是块状铁素体的1.28倍,两者的弹性模量相当。因此,获得大量的针状铁素体组织是提高成形件力学性能的重要途径。     

微束等离子粉末熔覆金属零件直接快速成形研究

对微束等离子熔覆金属零件直接快速成形技术进行了初步研究.构建了该成形系统的软、硬件实施.利用该系统制造了一个由80层熔覆层堆积而成的简单空心筒状零件,其直径误差小于5%,高度和垂直度误差小于2%.对成形件的组织分析表明,成形件中部典型组织表现为短小枝晶,层与层结合处可看到明显的组织分界,结合处组织向等轴晶转变.熔覆率为132 g/h,粉末利用率为85%～90%.硬度测试表明,成形件硬度主要分布在200～260 HV,上部和底部硬度值略高于中部,硬度值为260～320 HV.