窄间隙气体保护三丝间接电弧焊缝成形特征

首次提出了窄间隙气体保护三丝间接电弧焊新方法，并阐述了其原理，研究与分析了参数对焊缝成形的影响. 针对焊缝表面成形凸起的成形缺陷，提出了在三丝间接电弧后，放置钨极电弧的方法. 结果表明，窄间隙三丝间接电弧实现了良好的侧壁熔合，并且随着焊接电流增大、焊接速度降低、母材对接间隙减小，侧壁熔深增加. 在没有后置钨极电弧的情况下，焊缝表面成形呈凸起状，后置钨极之后表面成形改善为凹状. 在窄间隙焊接中，凹状的焊缝成形有利于下一道焊接时，焊根部母材熔合和焊道层间熔合.     

低镍含氮奥氏体不锈钢激光-电弧焊电弧特性及组织性能

采用100％Ar2,98％Ar+2％N2,92％Ar+8％N2,85％Ar+15％N2四种混合比例的保护气体对08Cr19MnNi3Cu2N低镍含氮奥氏体不锈钢进行激光-脉冲MAG电弧复合焊接,研究保护气体中氮气比例对焊缝中气孔数量、焊缝熔深和熔宽、电弧形态、微观组织及铁素体含量等影响机制.结果表明,随着保护气体中氮气...     

钨极氩-氮电弧行为及厚板紫铜冷焊的分析

采用水冷紫铜阳极和水冷TIG焊枪，在80～340A的电流范围内，对钨极氩-氮混合气体电弧的行为进行了测定和分析，主要测定和讨论了氩、氮及其不同配比混合气体电弧的静特性、电弧形态、阴极热功率、阳极热功率等内容。结果表明，当氮气含量较小时，电弧电压随氮气含量的增加明显增大，电弧阳极近区收缩明显，而阴极、阳极热功率所占比例却没有明显改变；当氮气含量超过20％以后，电弧电压及电弧阳极近区收缩现象越来越不明显。试验中使用TIG焊接方法，通过选择适当比例的氮气含量、焊接参数及工艺措施，可完全实现常温下中、厚紫铜试件的熔化和良好的焊缝熔深形状，并可获得满意的焊缝表面成形。     

三丝间接电弧焊电弧形态及焊缝成形分析

气体保护三丝间接电弧焊是一种新型的焊接方法，电弧建立在主丝与边丝之间，工件不连接电源.文中建立了稳定的三丝间接电弧，针对焊缝侧壁熔合问题，分析了不同焊丝分布方式产生的电弧形态对侧壁熔合的影响；针对焊缝层间熔合问题，采用后置钨极的方法实现了焊缝层间熔合.结果表明，主丝与边丝送丝速度与熔化速度相匹配，可建立稳定的三丝间接电弧；焊丝分布Ⅳ沿焊接方向的电弧偏向两侧壁，垂直于焊接方向的电弧形态集中，电弧稳定性好，可实现焊缝侧壁均匀熔合，熔合深度为1~1.2 mm；施加后置钨极，可实现焊缝层间熔合，焊缝抗拉强度为420 MPa，断裂位置发生在母材.     

耦合电弧钨极GPCA-TIG焊工艺

将耦合电弧钨极和GPCA焊方法结合,形成了耦合电弧钨极GPCA-TIG焊方法,该方法可实现深熔深高速度焊接.对比分析了在较高焊接速度时常规TIG焊、耦合电弧钨极TIG焊和耦合电弧钨极GPCA-TIG焊的焊缝表面成形和截面形貌,发现耦合电弧钨极GPCA-TIG焊可避免咬边和驼峰焊道的产生,并且焊缝熔深有所增加.耦合电弧钨极GPCA-TIG焊工艺试验表明,焊缝熔深和熔宽随焊接速度的减小和外喷嘴位置的升高而增大,随着弧长和外层氧气流量的增加先增加后略有减小;随着焊接速度的减小,弧长和外层氧气流量的增大,焊缝咬边减轻,外喷嘴相对高度变化时焊缝均未出现咬边.     

氦气-氩气混合比对AZ31镁合金TIG焊焊接性的影响

探讨了氦气和氩气不同配比对AZ31镁合金交流钨极惰性气体保护焊（TIG）焊接性的影响,对不同气体配比的混合气体电弧特性、熔深、焊缝成型进行了分析和测定。结果表明：电弧随保护气中氦气的增多而收缩,接头的熔深随氦气的增多而增大。氦气与氩气比例为1：1时焊接接头成型性和焊接可操作性最好。     

1Cr22Mn16N高氮钢激光焊接Ⅰ.焊接保护气体组成和热输入对焊缝氮含量及气孔性的影响

利用CO2激光对1Cr22Mn16N高氮钢进行了焊接,研究了焊接热输入和保护气体组成对焊缝氮含量、气孔的影响.结果表明,在相同激光焊接热输入条件下,随着保护气体中氮含量的增加,高氮钢焊缝中的氮含量略有增加.当采用纯氩作为焊接保护气体时,焊缝氮含量随热输入的增加而减小;当保护气体中的氮比例达到一定比例时,焊缝氮含量随热输入的增加而增大.焊接热输入较小的条件下焊缝易产生气孔,较大的热输入将抑制焊缝中气孔的产生,而且保护气体中氮含量越高,焊缝中产生气孔的倾向越小.     

铝合金活性MIG焊接电弧行为及微观组织分析

提出了活性熔化极气体保护焊新方法,可增加焊接熔深,改善难熔焊接结构的熔合不良,获得高质量的焊接接头.对铝合金活性熔化极气体保护焊电弧状态进行了分析,发现活性熔化极气体保护焊电弧收缩,电流密度提高.对铝合金活性熔化极气体保护焊焊接接头微观组织进行了分析,与熔化极气体保护焊方法相比,结果表明,透射电镜和面扫描分析表明活性剂的添加没有改变强化相的种类,不会影响焊缝中各种组元的成分含量,同时也对Mn,Cr,Ti等元素的分布没有影响.     

耦合电弧钨极TIG焊电弧压力的测量与分析

开发了一种耦合电弧钨极,可显著降低电弧压力,消除咬边和驼峰焊道等缺陷,实现较高速度的TIG焊接.针对这种钨极进行了TIG电弧压力测量,研究了主要工艺参数对电弧压力分布的影响规律.结果表明,与传统TIG电弧相比,在相同参数下耦合电弧钨极TIG电弧压力峰值明显降低,并且随着弧长的增加、钨极伸出长度的增加、焊接电流的减小、电极槽宽的增大以及钨极直径的增大,耦合电弧钨极TIG焊的电弧压力峰值减小.对电弧压力的影响由大到小依次为焊接电流、钨极伸出长度、弧长和钨极直径、电极槽宽.     

单电源交流双钨极氩弧焊接铝合金工艺机理分析

以6061铝合金为研究对象,进行单电源交流双钨极氩弧焊接工艺试验.采用金相显微镜、CCD摄像头、电流检测系统对焊接接头的组织、电弧形态以及电流变化过程进行观察与检测分析.结果表明,大电流下双钨极可获得均匀美观的铝合金焊缝成形,但钨极串行优于钨极并行.电弧电流检测显示焊接过程中流经两个TIG焊枪的电流大小呈现非均匀分配形式,单电源单钨极电流密度沿着焊接方向呈现单峰分布而双钨极非单峰分布.在电弧作用区域双钨极耦合电弧的电流密度值要小于单钨极.另外双钨极能扩展耦合电弧的弧根,增加熔池受热面积,在保证焊缝成形的同时提高焊接效率.     

1Cr22Mn16N高氮钢激光焊接I.焊接保护气体组成和热输入对焊缝氮含量及气孔性的影响

利用CO2激光对1Cr22Mn16N高氮钢进行了焊接,研究了焊接热输入和保护气体组成对焊缝氮含量、气孔的影响。结果表明,在相同激光焊接热输入条件下,随着保护气体中氮含量的增加,高氮钢焊缝中的氮含量略有增加。当采用纯氩作为焊接保护气体时,焊缝氮含量随热输入的增加而减小;当保护气体中的氮比例达到一定比例时,焊缝氮含量随热输入的增加而增大。焊接热输入较小的条件下焊缝易产生气孔,较大的热输入将抑制焊缝中气孔的产生,而且保护气体中氮含量越高,焊缝中产生气孔的倾向越小。     

耦合电弧AA-TIG焊电弧压力测量与分析

针对耦合电弧AA-TIG焊接法(arc assisted activating TIG welding),采用基于不锈钢作阳极的静态小孔法对其电弧压力进行了测量,研究了主要工艺参数对电弧压力分布的影响规律.与常规钨极氩弧焊相比,在相同条件下耦合电弧AA-TIG焊的电弧压力峰值明显降低,并随着焊接电流的减小、钨极间距的增大、弧长的增大、辅助电弧中氧含量的减小而减小.在2mm钨极间距时,电弧压力服从高斯分布,随着钨极间距的增大电弧压力向双峰分布过渡.     

CMT焊接S32101双相不锈钢电弧稳定性研究

将焊接电弧电压差异系数的倒数作为评价电弧稳定性的指标,采用冷金属过渡(Cold Metal Transfer, CMT)电弧在S32101双相不锈钢板上进行平板堆焊试验,基于曲面响应法分析了不同焊接工艺参数(送丝速度、焊接速度、保护气体流量)及其交互作用对电弧稳定性的影响。研究结果表明,在焊接工艺参数范围内,电弧稳定性随送丝速度的增大先减小后增大,随保护气体流量的增大先缓慢增大后趋于平稳,焊接速度的增大对电弧稳定性影响不大;送丝速度对电弧稳定性的影响最明显,高送丝速度有助于提高电弧稳定性;在高送丝速度时,焊接速度和保护气体流量都有较宽的参数选择区间。     

熔化极气体保护焊电流与电压调节

在应用熔化极气体保护焊的基础上,分析焊接电流和电弧电压对焊缝成形的影响,探究焊接电流与电弧电压匹配对焊接电弧特性的影响规律,总结正确调节焊接电流与电弧电压的基本方法和操作技能,正确调节焊接电流与电弧电压是熔化极气体保护焊技术推广与应用的关键因素。     

低镍不锈钢激光-电弧复合焊接头组织性能研究

低镍含氮奥氏体不锈钢强度高,韧性佳,在化工装备及建筑装饰等领域广泛应用。为揭示保护气体对低镍含氮奥氏体不锈钢焊接接头微观组织和力学性能的影响机制,分别采用92%Ar+8%N2与95%Ar+5%CO2两种混合比例的保护气体对08Cr19Mn6Ni3Cu2N低镍含氮奥氏体不锈钢进行了激光-MAG电弧复合焊。研究表明：氮气的加入使焊接接头平均显微硬度有所下降;电弧收缩明显,焊接飞溅增加且体积增大,电弧稳定性变差;焊缝中奥氏体含量增加约20%,而铁素体枝晶变细,二次枝晶臂变短。焊缝组织中未发现σ相及氮化物析出;从四个晶面观察奥氏体晶粒尺寸也是由于氮气的加入而减小;焊接接头拉伸性能略微下降,但耐腐蚀性能提高。     

基于图像的电弧波动行为表征及保护气体流量影响规律

焊接电弧的波动行为影响焊接工艺过程的稳定性和焊缝成形质量。借助于高速摄像并采用图像处理技术,提出了一种基于电弧图像特征的电弧波动幅度半定量表征方法,研究了保护气体流量对电弧波动的影响规律。试验和分析结果表明,受保护气流影响,电弧的波动行为以横向(电弧宽度方向)波动为主,且随着焊接电流的增加,电弧的综合波动幅度明显下降,但横向波动的比重增大。随着保护气体流量的增大,电弧的波动幅度增加,小电流焊接时,电弧波动对气体流量的变化更为敏感。研究结果可为实际焊接中的保护气体流量选择提供参考和依据。     

钨极几何特征对电弧与熔池热力行为的影响

电弧热力行为是影响液态金属流动,调控焊接质量的关键要素.利用高速摄像与数值模拟相结合的研究方法,系统分析了空心钨极与实心两种电极特征对电弧热力分布特征的影响.结果表明,焊接电流为350 A时,实心钨极焊缝呈现出深而窄的焊缝成形特征,空心钨极焊缝呈现出浅而宽的焊缝成形特征;距试板表面1 mm,实心钨极与空心钨极电弧沿水平方向的温度场和压力场均呈典型高斯分布特征,中心位置处空心钨极电弧的温度值和压力值分别为实心钨极的61.9%和23.5%;中轴线上实心钨极电弧压力分布呈U形特征,空心钨极电弧压力分布呈N形特征;构建的电弧与熔池强耦合分析模型与实际情况之间具有较好的一致性,可实现对电弧和熔池热力行为的分析与预测.     

微量CO2对MGH956合金超声电弧TIG焊的影响

对MGH956合金进行超声电弧TIG焊接,在纯氩气保护中添加一定比例的CO₂,通过对比在保护气体中添加0.5%的CO₂前后焊缝组织和接头性能的变化,分析了在超声电弧的基础上微量CO₂对焊缝组织及接头性能的作用机制及影响规律.结果表明,施加超声电弧后,焊缝晶粒变小,气孔变少,焊缝的抗拉强度有所提高;在施加超声电弧的基础上,在纯氩气中加入0.5%的CO₂,焊缝中心晶粒呈细小等轴晶,且分布均匀,接头的抗拉强度明显提高,并实现了接头断裂方式由脆性断裂转化为韧性断裂.此外在纯氩气中加入0.5%的CO₂后,焊缝的硬度增加,接头的综合性能得到了提高.     

活性MAG焊电弧特征及熔池流动分析

提出了活性熔化极气体保护焊新方法,可增加焊接熔深,改善难熔焊接结构的熔合不良,获得高质量的焊接接头.对活性熔化极气体保护焊电弧状态和熔池表面形态进行了采集和分析,用钨粒子示踪法进行试验,分析了电弧形态和熔池流动.结果表明,活性熔化极气体保护焊电弧收缩显著,电弧形态更加集中,熔池内部液态金属的流动方向为从熔池周边向中心流动,熔池流动更为有序.对于钢的活性熔化极气体保护焊方法,熔池流动行为改变是增加焊接熔深的主要因素.     

SiO2活性剂对不锈钢钨极氩弧焊电弧现象的影响

通过研究SiO2活性剂TIG焊焊接不锈钢过程中电弧形态、电弧电压及焊缝几何形状的变化,分析了SiO2活性剂钨极氩弧焊电弧等离子体形态、电弧空间电场强度、电弧温度、电弧电流密度及电弧力的影响.结果表明,SiO2活性剂使TIG焊电弧等离子体收缩,加热区域及电弧力更加集中,同时电弧空间电场强度、电弧温度及电流密度显著提高,导致焊缝几何形状变化,但焊道熔宽未发生明显变化.