5083铝合金激光-MIG复合单面焊双面成形打底焊工艺优化

采用激光-熔化极惰性气体保护电弧(MIG)复合焊对5083铝合金板进行打底焊,以模拟铝合金罐体单面成形对接焊缝,研究了激光束摆动方式(不摆动、直线摆动、圆形摆动、方形摆动)、激光功率(2.5～4.0 kW)、组对间隙(0,1 mm)和错边(0,1 mm)对焊缝成形质量的影响,并分析了优化工艺下接头的力学性能。结果表明：在3.0 kW激光功率下,当激光束不摆动时,焊缝背面不连续并伴有凹坑,当激光束直线摆动时,焊缝内部存在大量气孔;在圆形激光束摆动模式下,当激光功率为2.5 kW时,焊缝背面未形成连续的全熔透焊缝,当激光功率为4.0 kW时,焊缝出现严重的下塌现象。3.0～3.5 kW激光功率以及圆形或方形激光束摆动模式能够实现单面焊背面自由成形,且焊缝成形良好,在不同组对间隙和错边条件下表现出较强的适应性;在激光功率为3.0 kW、激光束摆动模式为圆形摆动的优化工艺下,焊接接头抗拉强度达到母材的90%,正弯和背弯后接头中均未出现裂纹和其他开口缺陷,满足工程应用要求。     

城轨车辆铝合金空调板激光MIG复合焊工艺研究

正一、概述铝合金型材焊接最初多采用MIG自动焊焊接,但由于MIG焊热输入高,焊接变形大,焊接产品的一致性难以控制,所以目前重视研究采用搅拌摩擦焊以及激光MIG复合焊等热输入小的新型焊接工艺,用于薄壁铝型材的焊接。激光MIG复合焊作为一种高能束焊接方法,其光束功率密度高、热输入小、深宽比大、热传导快、焊接速度快,能很好的实现高效自动化,又具有焊接变形小的优点,因此铝合金型材激光MIG复合焊的前期工艺研究对今后该新工艺的工程化应用具有较     

激光-电弧复合焊接的坡口间隙桥接能力

为推动激光-电弧复合焊接的工程应用,对其接头间隙桥接能力进行了系统研究.结果表明:激光-电弧复合焊接具有很强的间隙桥接能力,板厚4mm时最大可焊间隙量为1.8mm,板厚6mm时最大可焊间隙量为2.8mm;存在获得良好焊缝成形的接头间隙范围,板厚4mm时接头间隙范围为0.5～1mm,板厚6mm时接头间隙范围为0.6～1.2mm;电弧电流能够同时改变电弧压力、熔池重力、母材和填充材料熔化数量及坡口间隙两边熔化母材的熔合状况,是提高复合焊接可焊间隙量的关键因素;在相同焊速下,较高的电弧电流有利于厚板可焊间隙量的提高,薄板则需要相对较低的电弧电流来提高可焊间隙量.     

中厚板铝合金光纤激光+MIG复合热源焊残余应力的数值分析

基于热弹塑性理论性,建立铝合金激光+熔化极惰性气体保护焊(Metal inert gas,MIG)复合热源焊残余应力的三维数值分析模型。激光和电弧热输入分别采用双椭球体热源模型和热流密度峰值指数递增的锥体热源模型描述。利用所建模型,通过ANSYS有限元软件对12 mm厚铝合金复合焊对接接头残余应力进行模拟计算,研究其分布特征,并与MIG焊的计算结果进行比较。同时,将温度场与残余应力的计算结果与试验结果进行对比,验证模型的准确性。研究结果表明,在焊缝及近缝区,纵向拉应力及等效残余应力较大,两者应力峰值均低于材料的屈服强度。而相较于电弧作用区域,激光作用区域残余应力相对较高。焊趾处横向残余表现为拉应力,但应力峰值相对较低。与MIG多层多道焊相比,复合焊纵向应力和等效应力高应力区域明显较窄;焊件上表面复合焊应力峰值小于MIG焊,但下表面应力峰值则较MIG焊大。     

低功率激光诱导电弧复合焊接钛合金薄板工艺研究

采用低功率脉冲YAG激光诱导非熔化极惰性气体保护(Tungsten inert gas,TIG)焊电弧复合热源实现了1 mm厚TC4钛合金薄板的优质焊接,研究激光诱导电弧复合焊接过程中热源能量匹配、热源间角度、对接间隙对焊缝成形的影响规律。结果表明,钛合金薄板低功率脉冲YAG激光诱导TIG电弧复合热源焊接过程中,激光能量与电弧能量之间的相互匹配将显著影响焊缝的表面成形。相对于电弧功率的变化,焊缝成形对激光功率变化的敏感度更高。随着热源间角度减小,激光诱导电弧复合热源传热能力增强;由于复合焊接速度快、热输入小、焊接试板横向变形小,当对接间隙为0~0.5 mm范围内时均能获得良好的焊缝成形。为了使焊缝成形均匀连续,焊接过程中需要对焊缝背面采用氩气进行保护,当保护气体流量为5~8L/min时获得最佳焊接接头。     

铝合金脉冲MIG焊过程双变量解耦控制

针对铝合金脉冲熔化极惰性气体保护焊(Metalinert-gas welding,MIG)过程中,焊接参数匹配范围窄、参数间耦合作用强、焊接过程不稳定、焊缝成形差等关键问题,提出双变量解耦的控制方案.利用视觉传感同时反馈熔宽和干伸长信号,一方面调整双脉冲占空因数进行可变双脉冲熔宽控制;另一方面,在熔宽控制的同时,改变送丝速度同步控制干伸长,在控制焊缝成形的同时保证焊接过程的稳定.设计模糊PID控制器,采用基于xPC的实时目标环境,建立铝合金脉冲MIG焊快速原型控制平台,在此基础上,利用图像视觉传感和相应的图像处理算法,采用补偿解耦的方法进行双变量解耦控制试验,获得了良好的解耦控制效果,得到熔宽均匀的焊缝.结果表明,采用双变量解耦的控制方案能够实现铝合金脉冲MIG焊过程的控制,在保证焊接过程稳定的基础上,实现了良好的焊缝成形.     

铝合金MIG焊接工艺探讨

铝合金导热率/热膨胀系数较大、易氧化,因此焊接时易产生气孔、裂纹、未熔合等缺陷,且焊接热影响区大、焊接变形大,对此必须合理选择焊接工艺。本文首先对铝合金焊接特点与常用焊接工艺进行了分析,探讨了MIG焊接工艺的优缺点,其后通过进一步分析铝合金MIG焊接工艺的发展情况,明确直流双脉冲MIG焊的优越性与机理,最后围绕铝合金MIG焊接工艺的应用试验展开阐述,验证着其实际应用效果,可获得熔宽均匀、成形良好的焊缝。     

黑化处理对2A14铝合金激光-TIG复合焊焊缝成形的影响

为了提高铝合金对激光的吸收率,改善焊缝表面成形质量,对3 mm厚的2A14铝合金黑化后进行激光-TIG复合焊接实验。黑化采用的是对激光具有较高吸收率的碳素墨汁,将其在焊接前涂覆于工件表面,然后施焊。对比研究了黑化处理对焊缝成形质量、显微组织以及显微硬度的影响,并改变黑化宽度进行分析。结果表明:黑化处理可以提高激光吸收率。但是黑化宽度的变化对焊缝成形的影响不大。     

TIG-MIG复合焊电弧间相互作用对焊接过程的影响

根据毕奥-萨伐尔定律,对惰性气体钨极保护-熔化极惰性气体保护(Tungsten inert gas-metal inert gas,TIG-MIG)复合焊TIG-MIG电弧间相互作用模型进行改进;结合不同倾斜电弧下电流密度分布的自适应模型,建立TIG-MIG复合焊的电弧力-热模型。对不同焊接电流下TIG-MIG复合焊电弧倾角展开计算,分析复合焊电弧间相互作用力对工件上热流密度分布和焊缝成形的影响,发现两电弧之间存在的排斥力能够增加TIG电弧的垂直度,从而提高TIG电弧热流密度,同时MIG电弧是影响TIG-MIG复合焊焊缝成形的主要因素。研究复合焊焊枪间距和两焊枪的前后位置对焊接过程的影响,发现TIG焊枪在前、MIG焊枪在后的方式更有利于焊接过程稳定。计算结果与试验结果的对比表明,所建立的模型能够较好地描述TIG-MIG复合焊接物理过程,这对优化其焊接工艺参数具有一定的指导意义和实际应用价值。     

YAG激光与GTAW复合焊接铝合金

研究了YAG激光、GTAW电弧复合焊接铝合金时各种规范参数对焊缝成型的影响规律 ,探讨激光与电弧的复合作用机理。结果表明 ,采用YAG激光 +GTAW复合工艺焊接铝合金具有焊缝成型美观、热影响区小等优点 ,与GTAW焊接相比 ,焊速显著提高 ,可以显著增加熔深 ,达到采用小功率激光焊机实现铝合金的焊接目的 ,Laser、GTAW是铝合金焊接理想的工艺方法。     

铝合金MIG+激光复合焊接工艺研究

研究轻量化轿车用3A21铝合金M IG 激光复合焊接工艺,探讨工艺参数对焊缝成型的影响规律及激光与电弧的复合作用。试验结果表明,采用M IG 激光复合焊接工艺可以显著提高熔深和焊速,达到采用小功率激光焊机实现铝合金的激光焊接。在比较宽的工艺参数范围内M IG YAG激光复合焊接铝合金具有焊缝成型美观等优点,熔深和焊速均显著提高,大大提高生产率。     

电弧声信号与铝合金MIG焊缝塌陷的相关性

针对铝合金MIG焊过程热积累作用强容易产生焊缝突然塌陷从而导致焊接过程失败的问题,建立电弧声信号传感系统并以焊接电弧声为研究对象,运用小波分析方法研究焊接电弧声信号与焊缝塌陷的相关性。研究表明电弧声信号的能量变化与焊缝塌陷有着明显的对应关系,电弧声总能量随着焊缝开始塌陷而增加,对电弧声进行小波分解发现不同频带有着不同的变化规律。研究结果为铝合金MIG焊实时焊接塌陷缺陷的检测提供一种新型有效的方法。     

排布方式对铝合金激光-MIG复合横向焊接特性的影响

采用常规激光-熔化极惰性气体保护电弧(Metal inert gas,MIG)复合横向焊接铝合金过程中,焊缝表面极易出现咬边和下塌等缺陷,由此开展排布方式对激光-MIG电弧复合横向焊接铝合金焊接特性的影响研究。分析二者的排布方式对熔池特征、熔滴过渡形式以及焊缝成形规律的影响。试验结果表明,异面引导复合焊接方式对焊缝成形有明显改善作用,焊缝表面熔宽减少、中心线偏移和咬边缺陷得到有效抑制。采用同面引导复合方式时,熔滴过渡到匙孔后方,熔池下侧熔融金属大量堆积并产生周期性的波动,导致焊缝结晶组织出现了分层现象;而采用异面引导复合方式时,熔滴过渡到匙孔下方,并且熔滴在熔池中的落点位置与同面引导方式相比要偏上,熔滴过渡频率稍低,此时熔池中熔融金属分布较为均匀,熔池下部堆积金属较少,有效抑制了焊缝的下塌和咬边缺陷。     

激光-MAG复合焊接技术在超高强钢上的应用分析

激光-电弧复合焊接技术具备焊接效率高、焊接变形小、焊接接头强度高、焊接工况适应性好、单面焊双面成形与柔性自动焊接等优点,已在高强钢、铝合金等结构件的焊接制造领域广泛应用。对激光-MAG复合焊接技术在超高强钢上的应用进行了分析,重点研究了其焊接工艺性、焊缝组织结构及焊接接头性能,解决了超高强钢与特种车辆车体构件的激光-MAG复合焊接工程化应用技术问题,达到了提高焊接接头性能、焊接质量及其稳定性,提高焊接效率,降低焊接变形的目的。     

5A06铝合金超声辅助激光填丝焊接熔池流动与结晶行为研究

为解决铝合金激光焊接过程中由于焊缝成形不良及组织不均匀引起的接头性能下降的问题,针对3mm厚的5A06铝合金开展超声振动辅助激光填丝焊接试验研究.超声变幅杆与焊接试件直接接触,进而将超声波引入熔池.超声导入熔池后,增强了熔池的稳定性和流动性,可以有效地改善焊缝成形,增加焊缝熔深.不同焊速的试验表明,低焊速下熔池的高温停...     

5A06铝合金激光填丝焊接特性研究

对1.2 mm厚5A06铝合金薄板进行了激光填丝焊试验,发现在较低焊接速度时激光焊不能实现有效焊接的焊接工艺参数,通过添加焊丝却可以获得较好的深熔焊效果,焊缝中只含有少量微小气孔,并分析了焊接效果及气孔的形成机理.激光填丝焊通过添加焊丝可以增加材料对激光能量的吸收率,维持"小孔"的相对稳定,显著改善激光焊在较低焊接速度时的焊缝成形,更好地实现了焊缝的单面焊双面成形.     

激光-TIG复合填丝焊接工艺对6061铝合金焊缝组织与硬度的影响

采用激光-TIG复合热源填丝焊接5 mm厚T651态6061铝合金,研究电弧电流对复合填丝焊接焊缝成形的影响,分析了优化工艺参数下的焊缝显微组织及显微硬度特征,并与单独TIG填丝焊接进行综合对比。结果表明：采用激光-TIG复合热源填丝焊接T651态6061铝合金,能够有效改善焊缝成形,当TIG电弧电流为140 A时焊接过程稳定,焊缝成形效果良好;复合填丝焊接焊缝中心区域的显微组织为等轴晶,熔合区组织由大量枝状晶组成;复合填丝焊接显微硬度高于单独TIG填丝焊接,焊缝区均存在软化现象,在选择的测试点范围内,复合填丝焊接焊缝中心区域的平均硬度为66.91 HV,约为母材硬度的62.0%,比单独TIG填丝焊接提高约13.1%。     

酱间隙铝合金管单面焊双面成形技术试验

针对6063留间隙铝合金管的交流脉冲氩弧焊接进行了论述。通过一系列焊接试验,找到了一套适合留间隙铝合金管的焊接工艺,成功地焊接了该铝管。焊后经检测,焊缝。的外观成形及无损探伤均满足相关标准要求。     

长焊缝激光拼焊焊缝碾压预成型技术研究

为降低长焊缝激光拼焊对板材边缘直线度的要求,提出了焊缝碾压预成形技术,其通过利用碾压轮碾压板材边缘使其发生属性变形来消除焊缝间隙,并且能够实现碾压量随间隙量大小而实时调整以保证板材碾压变形后的延展量正好填补两板间的间隙量.介绍了其机构原理及控制原理:通过实验测量与数学拟合的方法建立了碾压过程的数学模型.碾压和焊接实验表明长焊缝激光拼焊焊缝碾压预成形技术能方便消除焊前两板间间隙,大大降低激光焊接对板材边缘直线度的要求,保证焊接质量和提高焊接速度.     

铝壳体纵缝MIG+TIG同步焊工艺研究与应用

针对中厚度铝合金壳体纵缝的焊接,利用现有的焊接设备进行试验,尝试开发了一种能够保证铝合金壳体纵缝气密性探伤要求的焊接方法,采用MIG焊与TIG焊合理配置搭配和工艺参数选择,解决了MIG焊焊接纵缝易产生气孔,探伤合格率低的问题。而TIG焊熔深浅,生产效率低的问题,利用MIG焊和TIG焊各自的优点,在同一台焊接操作架上把MIG焊和TIG焊合理搭配,通过工艺参数的优化选择,实现了利用现有的焊接设备焊接中厚度铝合金壳体纵缝的目的。保证了焊缝质量,提高了劳动效率,经过对比试验后,认为铝壳体纵缝MIG+TIG同步焊焊接中厚度铝合金壳体纵缝是较为经济高效的焊接方法之一。