铝合金电子束焊接熔透特征量的确定

基于视觉图像传感方法,通过设计的平板和斜板试验,对铝合金电子束焊接熔透特征量的提取进行了研究.结果表明,铝合金电子束焊接过程中熔深状态从未熔透向熔透转变时,特征区域宽(W)有相应的响应,特征区域后长(RL)无明显反应;经分析W作为熔透特征量,可用于监测焊接熔深状态的突变,为解决铝合金电子束焊接熔透控制提供了一种有效的途径.     

电子束焊接技术在汽车齿轮及深熔零件焊接中的应用

真空电子束焊接作为一种新型的焊接工艺在汽车齿轮加工中得到广泛的应用.根据电子束焊接工艺特点,简述了电子束焊接在汽车齿轮上的应用.采用不同工艺方案,减小电子束焊接齿轮变形,使其满足设计要求.同时也简述了电子束焊接在深熔零件中的应用.     

电子束焊接深熔产生机理的研究现状与发展

综述了电子束焊接深熔产生机理的研究进展，从能量分配传热模型、空腔力学行为、熔深计算、电子束聚焦与深熔等方面简要归纳分析了电子束深熔过程产生机理的研究现状，解释了一些电子束焊接瞬态特征以及提出的各种有关电子束深熔焊接物理模型，并对电子束焊深熔机理需进一步开展的研究工作做了展望。     

真空电子束深熔焊接匙孔前沿蒸发传热分析模型

根据真空电子束焊接过程匙孔深熔效应的特点,建立简化的圆柱形匙孔物理模型.考虑到匙孔前沿的强烈蒸发现象,提出一种基于传热学理论的匙孔前沿气固界面传热分析模型.通过模型分析了AZ系列镁合金材料的主要金属元素Mg,Al,Zn和Mn在匙孔前沿的蒸发效应,以及匙孔半径变化对匙孔前沿气固界面处4种金属元素温度变化的影响.结果表明,...     

激光焊接体能量及其对激光深熔焊缝熔深的影响

定义焊接体能量用来综合评价激光焊接过程中激光功率、焊接速度、离焦量及焦点尺寸等焊接工艺参数对激光深熔焊接过程的影响,并分析了焊接体能量对激光深熔焊缝熔深的影响.焊接体能量与激光功率成正比、与焊接速度成反比、与离焦量成四阶指数关系,与焦点尺寸成平方关系.结果表明,在激光深熔焊接过程中,焊接体能量决定焊缝熔深;随着焊接体能量的增大,焊缝熔深近似呈线性增大.     

基于视觉传感的电子束深熔焊熔透点的判别

基于视觉传感的方法,对钛合金电子束焊熔池表面特征量进行了提取.结果表明,当焊缝从未熔透向熔透状态过渡时,熔池宽度和熔池长度均明显减小,其中以熔池宽度的减小尤为显著.因此,选择熔宽作为判断熔透点的特征量.经分析熔宽可以作为熔透特征量,用于监测焊接过程中熔深状态的改变,为钛合金电子束焊熔透控制提供了一种有效途径.     

激光深熔焊接光致等离子体的控制

激光深熔焊接过程中，光致等离子体对激光能量有显著的屏蔽作用，严重影响了焊接质量，因此，对等离子体的控制技术成为研究的热点。本文在简要介绍等离子体形成、分类的基础上，系统归纳了国内外几种控制等离子体的方法，并对这几种方法进行了比较。其中，详细介绍了真空焊接法。     

TIG焊接熔透熔池的数学模型

根据流体力学理论和变分法原理，推导出了熔透情况下ＴＩＧ焊接熔池上表面和下表面变形的方程，建立了ＴＩＧ焊接熔透熔池流场与热场的数值分析模型，采用非正交贴体曲线坐标系成功地处理了熔池表面的曲面边界，将熔透情况下熔池上下表面变形的计算，与熔池流场与热场的计算相结合，不仅较好地计算出熔池的流场与热场，同时求得了焊接熔池的上下表面变形。焊接工艺试验表明，根据该模型计算的焊缝成形与试验测试结果吻合程度良好。     

镁合金真空电子束深熔焊接及焊缝成形数值模拟

对10mmAZ61镁合金板材进行了真空电子束深熔焊接数值模拟研究.考虑到焊接过程中高温金属蒸气等离子体的热效应及真空电子束焊接"匙孔"深熔热效应特征,建立了高斯面热源与双椭球体热源复合的移动热源模型,采用数值模拟的方法研究了镁合金真空电子束焊接温度循环特征及不同焊接工艺对焊缝成形的影响.结果表明,建立的复合热源模型能够获得电子束深熔焊接的效果,并可模拟不同焊接工艺下的温度场分布与电子束热源作用下的焊缝成形,这也证明了该模型在AZ61镁合金电子束平板焊接的热效应模拟中有较好的适用性.     

焊接温度场的实时检测及熔透闭环控制

图像比色法是在普通的比色测温方法的基础上发展起来的新的温度场检测方法,它具有对检测距离,目标材料及发射率依赖性小等特点,本文介绍使用图像比色法进行焊接温度场检测的系统构成和基本原理,实时地获得了焊接温度场全面信息,从中得到焊接方向及横断面方向上的温度分布,从而获得热循环参数信息,利用这些信息进行了等温线宽度闭环控制,试验结果表明：温度场实时检测速度快（０．５ｓ之内／场）等温线宽度闭环动态响应品质好     

电子束深穿透焊接过程匙孔动力学研究进展

综述了电子束焊接机理和匙孔动力学的研究成果。简要归纳了电子束深熔透过程起始、焊接、衰减三个典型阶段焊缝熔深及成形变化特征。回顾了前人利用电子束焊接过程产生的特有现象作为研究瞬态过程的依据 ,揭示了一些焊接瞬态特征以及提出的各种有关电子束深穿透焊接的物理模型。文章还进一步分析了电子束与金属相互作用过程中产生的内部信号如二次电子、X射线、可见光、红外线、特种声音等在研究中的不同作用和应用特点 ,同时也分析了X射线、红外线、超声波等外加信号在动态过程研究中的特点和应用前景 ;对比了外加信号和熔池内部信号与匙孔动力学研究方法的关系 ,并展望了电子束焊接机理和熔池动力学研究的方向。     

真空电子束焊CAPP系统的研究

采用面向对象编程技术开发实现了电子束焊接的工艺设计以及相关文档的编制、管理;以Oracle数据库为底层,建立了电子束焊接数据库,实现了电子束焊接工艺数据的存储和管理。系统确保了电子束焊接结构的质量和性能,缩短了确定焊接参数的周期,提高了工艺文档管理水平和效率。     

示教再现方法在真空电子束焊接时的应用

叙述了用于真空电子束圆形焊缝的自动跟踪系统的设计和试验过程。在真空电子束焊接航天器件的圆形焊缝时 ,由于工装等原因 ,出现电子枪回转中心与焊缝圆心不同心现象。使用本控制系统 ,用小束流电子束先对焊缝进行扫描 ,利用电子束在焊缝上和在工件上反射回来的二次电子数量不同而反映出焊缝的位置 ,并由计算机实时记录整个圆形焊缝各点与束斑间的偏差值 ,完成一个示教过程 ;然后由计算机处理与分析所获取的数据并存储 ;在焊接时利用处理后的偏差值在圆形焊缝相应位置不断修正电子枪的位置 ,从而达到电子束斑点与焊缝对中的目的     

真空电子束局部热处理技术的研究进展

介绍了电子束局部热处理技术的特点和意义，详细叙述了电子束焊后局部热处理的工艺以及设备的研究进展，提出电子束局部热处理技术发展的趋势及存在的问题。     

7075铝合金真空电子束焊接残余应力场数值分析

针对7075铝合金中厚板真空电子束焊接过程，采用非线性有限元法，对焊接接头的残余应力分布进行了数值模拟。结果表明，沿焊缝方向，纵向残余应力均为拉应力，一般在焊缝中间处最大；沿垂直焊缝方向递减。焊缝上表面的横向残余应力多为压应力，沿焊缝方向呈递增趋势。垂直焊缝方向，焊板处的横向残余应力多在零值附近变动。焊缝处沿厚度方向残余应力变化不大。     

7075铝合金真空电子束焊接残余应力场数值分析

针对7075铝合金中厚板真空电子束焊接过程,采用非线性有限元法,对焊接接头的残余应力分布进行了数值模拟。结果表明,沿焊缝方向,纵向残余应力均为拉应力,一般在焊缝中间处最大;沿垂直焊缝方向递减。焊缝上表面的横向残余应力多为压应力,沿焊缝方向呈递增趋势。垂直焊缝方向,焊板处的横向残余应力多在零值附近变动。焊缝处沿厚度方向残余应力变化不大。     

电子束焊机束流的可编程设定

介绍了由Ｆ１系列ＰＣ及其模拟量单元组成的束流可编程控制系统，并给出了三种应用实例的编程方法。     

TC4钛合金的电子束焊

采用真空电子束焊接工艺焊接TC4钛合金，通过显微组织观察、显微硬度测试以及进行冲击试验，分析了焊接接头显微组织、性能以及焊缝中气孔的形成。结果表明：采用真空电子束焊焊接TC4合金时焊缝中有气孔产生．焊缝金属的硬度值比母材金属的高，但冲击值低于母材的；焊缝和热影响区中较粗大的原始β相一部分转变为过饱和的针状马氏体；焊缝中心有少量的针状α＇相，并形成了编织状α组织。     

焊接速度对TC18钛合金厚板电子束焊接接头疲劳性能的影响

采用电子束焊接的方法,实现了15mm TC18钛合金厚板的焊接。利用光学显微镜、扫描电镜及透射电子显微镜对接头的宏观形貌、显微组织及断口特征进行分析,并用电子万能试验机测试了接头的疲劳性能,研究了不同焊接速度(10 mm/s、20mm/s、30mm/s)对TC18钛合金厚板电子束焊接接头疲劳性能的影响。结果表明,焊缝熔合区主要由柱状的β相和针状的α马氏体相组成。随着焊接速度的增加,焊缝区上熔宽、中熔宽、下熔宽都呈明显减少,焊缝区晶粒细化,导致焊接接头疲劳性能增加。在Nf =107时,随焊接速度从10mm/s增加到30mm/s,焊缝疲劳极限提高近29%。接头疲劳试验断口可分为疲劳裂纹源区、裂纹扩展区和裂纹瞬断区三个典型区域,疲劳裂纹都起源于试件表面,随着焊接速度增大,瞬断区占的比例减小,疲劳性能增强。     

Mathematical Delineation of the Thermophysical Process of Electron Beam Welding

Multiple factors and complicated coupling relationships exist in the weldment during EBW,in order to comprehend this process,a mathematical delineation method based on a main line was presented in this paper.Based on the main line,the complicated coupling relationships existing in EBW were reproduced by mathematical method.The calculational results were in well agreement with the experimental results.The mathematical delineation was an effective method to comprehend the features and essence of EBW.