AZ31B镁合金A-TIG焊活性剂成分的均匀设计与优化

根据A-TIG焊对AZ31B镁合金活性剂在焊缝熔深、焊缝表面成形质量、焊缝力学性能、焊缝强化机理、工艺可行性和环保无毒等方面的要求,选取4种组元(TiO₂,SrCl₂,ZrO₂和Y₂O₃)活性剂.采用均匀设计法的拟水平法设计复合活性剂配方.根据焊缝熔深和焊缝表面成形质量的试验结果建立数学模型,通过对不同数学模型对比分析,确定活性剂各组元的最佳配比,并验证配方的正确性.结果表明,采用均匀设计法设计活性剂配方,焊缝可获得最大熔深和较好的表面成形质量,并且焊接接头具有良好的力学性能.     

单组分活性剂对铝合金A-TIG焊焊缝的影响

针对6 mm的6061铝合金试板,选用SiO2,TiO2,Cr2O3,CaF2,BaCl2共5种单一成分活性剂进行铝合金交流A-TIG焊工艺试验,研究活性剂对A-TIG焊焊缝表面成形及宏观形貌的影响,并结合焊接过程电弧形态变化,分析熔深增加机理.结果表明,5种单一成分活性剂均可改善焊缝熔深,其中SiO2增加焊缝熔深效果最好,CaF2效果不明显;涂覆SiO2时表面成形比涂覆其它活性剂时差,其中TiO2表面成形最好;电弧进入活性剂区时无明显收缩,认为熔深增加是活性剂的引入导致导电通道电阻变化引起的电弧热输入增加的结果.     

几种单一活性剂组分对T91钢A-TIG焊焊缝的影响

使用SiO2,TiO2,NaF 3种单一活性剂组分,在T91钢上进行A-TIG焊试验.观察对比有活性剂和无活性剂时的焊缝熔深、深宽比、焊缝成形、电弧形态、电弧电压以及显微组织的变化情况.结果表明,SiO2使电弧拉长、电弧电压升高,并显著增大焊缝熔深及深宽比;NaF对电弧形态、电弧电压无明显作用,熔深稍有增大;TiO2使电弧电压稍有降低,并使熔深减小.3种活性剂组分均未对焊缝显微组织产生明显影响.     

活性剂对钛合金钨极氩弧焊的影响

对TC4钛合金进行直流正接TIG和A-TIG焊接试验,选用卤化物CaF2、NaCl和氧化物Cr2O3、SiO2、TiO2作为活性剂,研究单一组元活性剂对焊缝表面成形、焊缝熔深及接头组织的影响.结果表明:涂敷活性剂对焊接过程稳定性没有产生明显影响,焊缝表面平整光滑,成形良好.选择合适的活性剂,能够在一定程度上增加焊缝熔深.活性剂成分不同,熔深增加程度也不同,其中SiO2增加熔深作用较为明显,熔深增加约1.9倍.通过金相组织观察,发现TIG和A-TIG焊接头显微组织相似,其中焊缝组织为α+α′,热影响区组织为α+β+α′.     

镁合金A-TIG焊中氧化物基活性剂的研究

在对5 mm厚的AZ31B镁合金板材进行GTAW焊接过程中施加活性剂形成A-TIG,活性剂由TiO2、Cr2O3和CaO等氧化物组成。为了确定最佳活性剂配比,对不同活性剂下焊接接头的组织、力学性能进行检测,研究不同组份活性剂对焊缝成型性和组织性能的影响规律。结果表明,活性剂的加入使得焊缝熔深、熔宽及深宽比都有所增加,其中单一TiO2增加熔深效果最佳,达到无活性剂时的197%;双组份及混合活性剂可增加焊缝熔深,但没有单一TiO2活性剂效果明显,此时熔深为无活性剂时的192%;活性剂的加入对焊缝组织及性能影响不大。     

活性剂MATB-I铺设量对镁合金焊接的影响(Ⅰ)

从焊缝成形质量、熔深、合金元素对焊缝作用角度,选择活性剂组元,设计活性剂MATB-I配方,研究焊接电弧形态、焊缝成形和焊接接头金相组织。研究表明:随着活性剂铺设量增加,电弧能量密度迅速增大,电弧收缩力迅速增强,电弧体积扩展,焊缝表面质量逐渐变差,熔宽逐渐增加,焊缝熔深明显增加,最大熔深大于6.30 mm;焊接接头各区晶粒体积和均匀度不一,与焊接外部因素(母材供货质量、焊接输入热量和冷却速度)和内部因素(不规则晶粒储能、晶粒变为球状时释放能量、液态金属结晶形核和晶粒长大速度等)有关。     

奥氏体304不锈钢A-TIG焊活性剂研制

A-TIG焊是一种采用活性剂来增加焊缝熔深的高效TIG焊接技术。与常规TIG焊相比,A-TIG焊具有焊接效率高、焊缝质量好及成本低等优点。本文先对各氧化物单一组元活性剂对焊缝熔深的影响进行研究,然后采用正交试验设计的方法,以获得符合熔深要求的配方,最后进一步优化活性剂配方,以满足焊缝其他性能要求,如表面成形、显微组织、铁素体含量及硬度。试验结果表明,进行A-TIG焊试验可以一次性焊透8 mm厚的304不锈钢板,同时获得外观良好的焊缝,并能满足其他性能要求。     

氯基活性剂对镁合金焊接接头成形及性能的影响

为了明确氯化物基活性剂对AZ91变形镁合金TIG焊接头成形及组织性能的影响,采用MgCl_2、CdCl_2、NiCl_2、CaCl_2作为活性剂,研究A-TIG焊后,不同组元状态下镁合金焊接接头的熔深、熔宽、金相组织及性能。结果表明:涂敷单一活性剂时,在最佳涂敷量下,焊缝的熔深都有所增加,其中NiCl_2增加熔深的效果最为明显,是无活性剂时的3.14倍;在最佳单一活性剂和最佳配方复合活性剂状态下,焊缝的硬度波动不大,微观相组成无变化。     

活性剂对3003铝合金直流A-TIG焊的影响

对3003铝合金进行直流A-T1G焊接试验,选用卤化物NaC1、CaF2和氧化物SiO2、MnO2、TiO2作为活性剂,分别研究了单一组元和多组元表面活性剂对焊接熔深、焊缝成形以及接头组织的影响.结果表明:在进行铝合金直流TIG焊时,在焊缝表面涂敷一定成分活性剂能够增加焊缝熔深,改善焊缝质量,提高焊接生产率.总体来看,除NaC1增加熔深有限外,其余活性剂普遍增加熔深1倍以上.多组元配方活性剂增加熔深效果好于单组元活性剂,其中PS5活性剂熔深增加3倍以上,且焊缝成形良好,未见裂纹、气孔、夹渣等缺陷.分别对TIG焊和A-TIG焊接头组织进行观察,A-TIG焊较TIG焊的焊缝组织明显细小,而活性剂对焊接热影响区的平均晶粒度影响不大.     

铸钢补焊用活性剂研制

研究了表面活性剂时铸钢TIG焊的影响,在分析各单一活性剂对焊缝熔深、表面成形影响规律的基础上,利用正交试验法对多组元配方进行了研究,得出了各组元质量百分比的变化对焊缝熔深的影响规律,w(SiO2)=40%时对焊缝熔深的影响最为显著,w(TiO2)和w(Cr2O3)在小于30%时对焊缝熔深的增加作用明显,卤化物含量较小时对焊缝熔深的增加作用明显.考虑焊缝的表面成形,得到由卤化物、SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的铸钢A-TIG焊活性剂,可使焊接熔深增加3倍,在铸钢缺陷修复时,在缺陷表面涂敷活性剂,正常焊接规范条件下,可修复10mm以内的缺陷.     

金属单质活性剂对镁合金A-TIG焊的影响

以4种金属单质镉、锌、钛和铬作为镁合金A-TIG焊的活性剂,分析了不同金属单质对焊缝形貌、电弧形态及电弧电压的影响.结果表明,与常规TIG焊相比,镉和锌活性剂均增加焊接熔深,钛活性剂对焊接熔深不起作用,铬活性剂反而减少焊接熔深;涂敷镉和锌时,焊接过程中电弧形态收缩,电弧电压增加;涂敷钛和铬对电弧形态和电弧电压基本没有影...     

SiO2增加铝合金交流A-TIG焊熔深的机理

采用单组元活性剂进行铝合金交流A-TIG(Activating flux TIG)焊时,SiO2增加熔深最明显,对其增加熔深的机理进行了研究.进行正散焦真空电子束焊试验,SiO2对焊缝成形几乎没有影响;进行系列直流正接A-TIG焊试验,研究了活性剂对电弧的影响,发现SiO2使得氧化膜厚度增加,电弧极性区收缩,弧柱区扩展,电弧电压升高;进行氦气保护交流A-TIG焊试验,发现SiO2使活性剂或金属蒸发的区域变窄且蒸发量变小,熔池表面凹陷,并且在焊接过程中SiO2涂层始终存在于熔池表面,只在熔池凹陷中央区域出现很窄的裂缝,蒸气主要集中在电弧中下部.认为电弧极性区收缩和热输入增加是SiO2增加铝合金交流A-TIG焊熔深的主要机理.     

304不锈钢A-TIG焊焊缝增氧机理

对304不锈钢研制了由Mg O,Fe~2O_3,Al~2O_3,Si O_2,Ti O_2,Cr~2O_3,Na F等组成的A-TIG焊活性剂,在分析各单组分活性剂对焊缝熔深及焊缝成形影响的基础上,利用正交试验设计方法对多组分配方进行了研制,成功制备出了304不锈钢A-TIG焊活性剂配方。在试验过程中发现使用活性剂后不锈钢焊缝的氧含量有所增加,但不同的活性剂配方对焊缝氧含量的影响不同。结果表明,不论是单组分活性剂还是多组分配方活性剂,焊缝都会有少量增氧现象,使焊缝表面颜色呈现出灰色或黑色。尤其使用Ti O_2作为304不锈钢ATIG焊活性剂时,焊缝增氧较严重,导致焊缝表面发黑。在设计多组分活性剂配方时,不能仅单纯考虑活性剂对熔深的影响,要综合考虑活性剂对焊缝成形、焊接性、氧化、力学性能和熔深等各方面性能的影响。     

磁场下镁合金A-TIG接头成形性及显微组织分析

在对5 mm厚的AZ31B镁合金板材进行A-TIG焊焊接过程中引入外加纵向磁场,试验所用的活性剂是以氧化物为基的活性剂,试验中改变磁场参数,对焊接接头的成形性、组织及性能进行试验和检测,研究磁场参数对镁合金A-TIG焊过程的影响规律.结果表明,活性剂及磁场共同作用可以改善焊接接头的成形性和组织形态,在磁场频率为10 Hz,磁场电流为2 A时,焊接接头的成形系数和性能得到了最佳值,此时成形系数为2.304,硬度为980.98 MPa;外加磁场通过电磁搅拌作用与活性剂相结合,改变了熔池的流行形态,使金属液由四周向中心流动并伴有搅拌,进而使焊缝熔深增大的同时细化组织,改善接头力学性能.     

铝合金A-TIG焊电弧光谱分析

选用SiO2,TiO2,Cr2O3,CaF2,BaCl2共五种单组元活性剂以及由此五种单组元混合而成的YG304复合活性剂进行铝合金交流A-TIG焊工艺试验,并利用光谱仪检测焊接过程中的光谱,分析活性剂元素在电弧光谱中的分布规律.结果表明,五种单组分活性剂对焊缝熔深影响不同,且YG304混合活性剂增加焊缝熔深效果最好;电弧主要以Ar元素和Al元素谱线为主,不同活性剂的光谱频域分布差异显著;认为熔深增加的原因可能在于活性剂中各阳离子Si4+,Ti4+,Cr3+及Ba2+与氩电弧中电子复合,从而增大电弧温度和电弧力并最终增加熔深,并且由于各阳离子物理性能不一样而使增加效果不同.     

单一成分活性剂对铝合金作用效果的研究

活性化TIG(A-TIG)焊已成为近年来的研究热点,但主要集中在不锈钢和钛合金两种材料,在铝合金中的应用较少.针对铝合金A-TIG焊进行了初步的研究和探索,选择四种单一成分的活性剂,采用表面两侧涂敷方式,通过2A14铝合金的平板堆焊实验,研究了在相同规范下不同活性剂对焊缝熔深、焊缝成形、气孔和微观组织的影响.实验结果表...     

钛合金活性剂氩弧焊研究进展(1)

钛合金氩弧焊时加卤化物等活性剂焊接(A-TIG焊)不仅气孔明显减少,而且熔深可成倍增加,焊接接头力学性能也有所改善.由于焊接热输入可大大降低,因此会改善焊接接头组织和减少应力变形.厚板焊接时可大幅度提高生产率.文中介绍了A-TIG焊活性剂及形态、活性剂对焊缝熔深/熔宽比及焊接质量的影响、深熔机理及焊缝成形问题,并对一些问题进行了评论.     

06Cr19Ni10不锈钢的A-TIG焊工艺

使用A-TIG对8 mm厚06Cr19Ni10钢进行焊接。研究了焊接电流、预熔时间、电弧弧长对焊缝成形的影响,并对焊缝显微组织进行分析。结果表明,利用A-TIG焊接8 mm的厚板无需开坡口,不填充焊丝,实现单面焊双面成形;当焊接电流增大时,焊缝熔深增大,焊接电流为180 A时,焊缝成形良好;预熔时间增加时,预熔阶段焊缝熔深增大,当预熔电流为160 A,预熔时间为14 s时,预熔阶段焊缝成形良好;A-TIG焊时应控制电弧弧长在2~3 mm。     

不锈钢A-TIG焊活性剂对焊缝成形的影响

主要研究在不锈钢A-TIG焊中未涂敷焊剂和涂敷焊剂及涂敷量对焊缝成形的影响。试验结果表明：不锈钢采用A-TIG焊时，同等参数条件下焊缝的熔深是传统TIG焊熔深的2.5倍；A-TIG焊时，活性剂存在一个最佳涂敷量，试验中涂敷量为3层时，焊缝能够得到最大熔深。A-TIG焊得到的焊缝金相组织要比同等参数条件下传统TIG焊得到的金相组织粗大，柱状晶更明显。     

活性化TIG焊接技术的研究与应用

活性化TIG(A-TIG)与传统TIG相比,可显著增加焊接熔深,改善焊缝成形,降低焊接热输入,从而显著提高焊接接头质量。本文对活性剂提高TIG熔深的机理进行了探讨,重点介绍了"电弧收缩理论"和"表面张力温度梯度改变理论"两种熔深增加机理以及在不同焊接方法、焊接材料和活性剂成分等条件下两种机理的各自作用与表现。