旋转电弧GMAW焊接工艺

采用Q235低碳钢板,研究了旋转电弧GMAW焊接旋转频率和焊接速度两个工艺参数对焊缝成形及组织性能的影响. 结果表明,焊接过程中飞溅随着旋转频率的增加而增多,焊缝成形不美观,当旋转频率大于70 r/min,熔滴短路过渡飞溅显著增大,焊接过程不稳定,焊接速度对飞溅影响不大;焊缝余高随旋转频率的增加先增大后维持一定值,随着焊接速度的增加而减小;旋转频率和焊接速度对焊缝熔宽的影响很小;焊缝截面积不随旋转频率改变而改变,但随着焊接速度的增加而减小;焊缝鱼鳞纹间距与旋转频率成反比,与焊接速度成正比.     

高压干法GMAW电弧特性对焊接电源控制算法的影响

采用高压环境模拟舱对高压干法熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)进行了试验研究. 焊接电源采用数字增量型PID算法,在常压下进行控制器系数整定. 通过试验获得了环境压力为0.4,0.8,2 MPa时焊接电弧弧柱区的电场强度,理论推导了压力环境电弧特性的改变对焊接电源控制品质的影响规律,并将环境压力作为变量引入到控制器算法中. 采用常压下整定的控制器系数,在环境压力为0.8 MPa时,对算法改进前后进行了试验验证. 结果表明,改进后的焊接电源控制算法能够有效减少焊接电流的波动,从而提高了焊接过程稳定性,使焊接过程产生的飞溅尺寸和数量有所改善.     

基于电弧传感的GMAW过程焊缝缺陷识别方法

ＣＯ２气体保护焊广泛应用于自动焊及机器人及机器人焊接领域,其过程中焊接质量的自动测是目前工业界亟待解决的问题。而基于电弧传感（ｔｈｒｏｕｇｈ－ｔｈｅ－ａｒｅ ｓｅｎｓｉｎｇ）信息的监测研究,由于其特有的优势得到了越来越多的关注。本文提出一种在ＣＯ２气体保护焊过程中对焊缝摧残的自动测方法。该方法基于对电弧传感信号特征的撮通过采用自组织特征映射（ＳＯＭ）神经网络对信号分类,在焊接过程中在线识别焊缝缺陷     

API X65管道深水铺设GMAW横向焊接温度场

为了应对管道深水铺设GMAW横向焊接熔池下坠、窄坡口、无衬垫等挑战,建立了管道三维模型并进行了网格划分,利用材料软件生成了API X65温度场材料数据库,通过模拟温度场云图与实际焊缝截面的匹配校核了Goldak双椭球热源模型,管道焊接温度场分布SYSWELD软件模拟结果与实际焊接过程相符合. 建立了焊接温度场测试系统,通过背孔法埋设的热电偶测量了API X65管线钢平板焊接的热循环曲线. 测试曲线与SYSWELD仿真曲线具有相同的温度升降趋势,上板节点温度也均明显低于下板节点温度. 采用焊缝截面平均热循环曲线作为热源进行了多道焊模拟,并进行了试验. 结果表明,多道焊焊接变形是由焊接工艺参数与残余应力释放共同确定的.     

GMAW焊接热循环的数值计算

该文综合考虑了ＧＭＡＷ焊接物理过程,建立了其热场的数值分析模型,设计了计算程序,以此为基础研究了焊接工艺参数对焊接热循环的影响。实验表明,焊接热循环的计算值和实测值吻合良好,这一方法可用于焊接热循环及其主要参数的计算。     

水下高压干法GMAW焊接方法

高压干法焊接是海洋工程水下维修的有效方法,多年来国内外进行过多种焊接方法的尝试,应用中都有各自的问题和局限。对GMAW方法在高压干法环境中的特性进行了系统的研究,通过试验条件的建立及高速摄像技术的应用,开展了高压空气条件下GMAW方法的电弧特性的试验研究以及焊接过程稳定性的建立,结合对焊接接头微观组织及力学性能的测试分析,形成了一套完整的工艺技术,为水下维修工程焊接技术的发展,开辟了一条新路。     

镀锌板单旁路耦合电弧GMAW高速焊接方法

为了解决镀锌板上锌层易受热烧损,无法使用大电流MIG焊接方法进行高速焊接的问题,采用了一种低热输入高效率的焊接方法——单旁路耦合电弧GMAW(DE-GMAW)用于镀锌板的焊接。搭建了该焊接方法的试验平台,对镀锌板堆焊和搭接接头的高速焊接方法进行试验研究。结果表明,通过调整旁路电流值,单旁路耦合电弧GMAW方法降低了镀锌板上的焊接热输入,并可以在大电流和高焊速的条件下实现镀锌板堆焊和搭接接头的焊接,所得焊缝成形良好,母材变形小,焊接过程稳定无飞溅。焊后镀锌层的烧损与同等热输入条件下的普通MIG焊相比明显降低,保证了镀锌板焊后的耐腐蚀性能。     

环境压力对GMAW电弧能量耗散的影响

能量对电弧行为具有重要影响,开展高压环境下GMAW电弧能量耗散研究对指导焊接工艺和提升电弧稳定性具有重要意义.电弧的能量损失难以直接测量,为此创建以电弧中心一定距离的圆柱面的热流量作为参考,比较不同压力GMAW电弧的能量损失,基于流体力学和传热学理论,建立高压GMAW数值分析模型,计算电弧局部区域对外能量传输情况.建立...     

基于ANSYS的GMAW温度场计算

根据传热学、流体力学、物理冶金等理论，建立了运动电弧下熔化极气体保护焊(GMAW)的三维非稳态熔池的数学模型。在数学模型的基础上建立了GMAW堆焊的有限元模型，并使用通用有限元软件ANSYS对熔池温度场进行了计算，在计算的过程对有限元模型进行了非均匀网格划分，加入了熔滴对熔池的能量和表面变形的影响，采用了双高斯热源叠加的双峰热源分布模型，应用有限元生死单元的处理方法。并通过不同工艺参数下的工艺试验的熔宽和熔深的测量值与ANSYS计算值进行了比较，熔池的熔宽和熔深的误差均控制在8％以内。结果表明，使用ANSYS和使用双峰分布的热流来计算GMAW温度场均是可靠和可行的。     

摇动电弧窄间隙GMAW焊温度场数值分析模型

从宏观传热学出发,依据横断面几何形状特征,综合考虑电弧摇动、接头几何特征及焊缝表面形状对电弧热流分布特征的影响,建立了摇动电弧窄间隙GMAW焊瞬态温度场数值分析模型. 利用ANSYS软件对摇动电弧瞬态温度场及热循环曲线进行了模拟计算,分析了其分布特征. 结果表明,模型能够合理、准确反映摇动电弧的移动轨迹及分布特性,且焊缝横断面的计算结果与试验结果吻合较好,从而证明了模型的准确性. 在焊接电流为300 A,摇动频率为2 Hz时,熔池形态变化有限.     

不同焊接参数下GMAW电弧光谱信号的研究

利用自制双通道传感器,将选定谱段的电弧光辐射信号转化为电压信号,再用研华PCI-1716采集卡对GMAW不同参数(电流、电压)下的电压信号进行采集并输入到计算机,经过自主开发的软件画出电压-时间曲线,研究不同焊接参数下焊接电弧特征光谱信号的变化规律.结果表明,不同的焊接参数对应不同的焊接电弧光辐射分布,熔滴过渡频率和过渡方式在电弧光辐射曲线图上均有所表示,对比不同参数下的焊接电弧特征光谱信号得到电弧光辐射随着焊接参数变化的规律与理论分析基本吻合.     

Arc light sensing of droplet transfer in pulsed GMAW process and its mechanism

ＡｒｃｌｉｇｈｔｓｅｎｓｉｎｇｏｆｄｒｏｐｌｅｔｔｒａｎｓｆｅｒｉｎｐｕｌｓｅｄＧＭＡＷｐｒｏｃｅｓｓａｎｄｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｓｍＬＩＰｅｎｇｊｉｕａｎｄＷＡＮＧＱｉｌｏｎｇ（ＷｅｌｄｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔＨａｒｂｉｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅ...     

Study on heat source model in twin-arc GMAW with a common weld pool

The heat input from arcs to weld pool in twin-arc gas metal arc welding (GMAW) with a common weld pool is investigated by high-speed photography. The characteristics of arc shapes and droplet transfer are studied and then the models for heat flux distribution on top surface of weld pool and enthalpy distribution of metal droplets transferred into weld pool are established. By using the model, 3-D geometries of weld pools in twin-arc GMAW with a common weld pool are predicted. Corresponding welding experiments on mild steel plates are carried out and the results indicate that the predicted shape of weld bead on cross section shows good agreement with measured one.     

气体保护焊保护效果研究综述——氮含量对气孔及焊缝性能的影响

研究了气体保护焊时氮含量对气孔及力学性能的影响,试验结果表明:采用实心焊丝和ψ(Ar)20％ψ(C02)80％组合时,随着环境中氮含量的增加最容易产生气孔.因此,必须把保护气体中氮的含量控制在1％以下.采用药芯焊丝和C02组合时,耐气孔性良好,但是,随着氮含量的增加冲击吸收功下降.因此,应把熔敷金属中氮的含量限制在0.01％以内.     

双丝GMAW焊接的电弧干扰和中断分析

为了进一步了解双丝焊接过程中电弧干扰的规律以及有规律的断弧现象,设计了不同焊接电流参数值的匹配系列试验,同步拍摄了电弧形态并采集了两电弧的电流、电压波形.通过理论推导出的双丝电弧的偏移量公式分析了上述试验结果并得到了基本符合的结论：增大另一电弧与该电弧的电流比例,该电弧中断频率增加.最后将高速摄影拍摄到的电弧图片与采集...     

Characterization of GMAW arc instability phenomena related to low oxidation potential shielding gases

Characterizing instability phenomena in arc welding may be a complex task, since they depend on a number of interrelated factors. Such phenomena may manifest themselves in various ways, acting on the characteristics of the arc, the metal transfer, the amount of splatter and fumes formed, the arc format, the geometry of the bead and other aspects of welding. The literature on the subject reports diverse forms of instability associated with arc welding with solid wire and gas shielding (GMAW). This work aimed to define the instability phenomena associated with the GMAW process in welding with gases with a low oxidation potential. To do so, the welding current and voltages were monitored and metal transfer was filmed at high speed. The welding tests were carried out on plates of common carbon steel with a source operating at a constant current and an electrode with positive polarity. By synchronizing the filming with the welding current and voltage signals, the results showed that, during the periods of highest voltage, the transfer tended to be globular repulsive, as opposed to spray transfer during the lowest voltage periods. The synchronization of the electrical signals with the optical sensor indicates that, during periods of unstable operation, the arc is more luminous. It also showed that more fumes were generated during these periods.     

GMAW送丝速度稳定性的研究

焊接过程的稳定性不仅和电源的性能有关，而且和送丝速度的稳定性有密切的关系，通常GMAW采用等速送丝配合恒压外特性电源，只有保证焊丝能均匀送丝才能产生有规律的熔滴过渡，本文介绍一种送丝机控制系统，采用电机电枢电压负反馈和电枢电流正反馈，带电流截止保护，无静差的PWM控制系统，保证了送丝速度的稳定。     

双电弧共熔池气保焊技术特点与发展现状

介绍双电弧共熔池气保焊技术的优点、系统组成、国内外发展的现状以及存在的技术难题，提出了采用交替脉冲解决磁偏吹现象的方案。     

铝合金激光-MIG复合焊熔滴对匙孔作用的模拟

采用CMOS高速摄像机检测和分析铝合金熔化极气体保护焊(MIG焊)熔滴过渡行为,确定MIG焊熔滴的过渡频率和速度. 在理论分析MIG焊热源特性、热作用模式以及焊缝形貌前提下,从宏观焊接热过程出发,提出并开发了适用于MIG焊的组合体积热源分布模式,MIG焊电弧被处理描述为经典的双椭球体热源模型,熔滴能量作用模式被表示成均匀球体热源模型. 同时,在均匀球体热源模型中加入了熔滴热能和动能,实现了熔滴对MIG焊熔池冲击作用的影响. 基于上述热源模型,建立了铝合金MIG焊温度场有限元模型,对厚板铝合金MIG焊温度场进行了模拟. 结果表明,模拟获取的焊缝熔合线走势及形貌和实际焊接结果相吻合,证明开发的热源模型能够准确描述MIG焊指状熔深特性和热传导过程.