活性剂对不锈钢TIG焊影响的研究

以TiO2、Cr2O3、B2O3、SiO2、CaF2为实验用活性剂,研究了它们对不锈钢1Cr18Ni9Ti的TIG焊的影响.结果表明,这些活性剂都能不同程度地增加焊缝熔深,其中SiO2、Cr2O3、B2O3可使熔深显著增加,而CaF2增加熔深的效果并不明显.活性剂能使电弧电压有不同程度的增加,其中SiO2、Cr2O3使电弧电压增幅最大.活性剂使焊缝熔深增加是源于焊缝有效热输入的增加,但是焊缝横截面显微组织仍主要为柱状晶和树枝晶.     

不锈钢的激光焊接

比较了高功率CO2激光和YAG激光焊接不锈钢时的特点，分析了工艺参数对焊缝形状和接头显微组织的影响。     

保护气体对不锈钢光纤激光焊接的影响

实验研究了保护气参数,如气体类型、流量、混合比例、吹气角度、落点位置等对不锈钢光纤激光焊接熔深的影响.结果表明,气体类型对焊接熔深有显著影响,且熔深按照He＞N2＞Ar的顺序排列；增大气体流量、减小吹气角度、或者增加Ar/He混合气体中He的比例,都会增加熔深；当气体落点位置距激光束光斑中心±1.5mm左右时熔深最大,而在激光束光斑中心时最小,二者比较熔深的增加值约为50％.     

低功率YAG激光-MAG电弧复合焊接不锈钢

以0Cr18Ni9Ti不锈钢钢板为试验材料,研究了低功率脉冲YAG激光-脉冲MAG电弧复合热源和单脉冲MAG焊接不锈钢.结果表明,低功率脉冲YAG激光-脉冲MAG电弧复合热源同样具有大功率激光-电弧复合焊接才有的增加熔深、提高焊接速度、稳定焊接过程等优点;低功率脉冲YAG激光的加入改变了电弧形态,电弧根部被吸引和压缩现象显著,提高了能量利用率;与单脉冲MAG堆焊相比,在相同焊接速度下复合焊最大能增加熔深1.3倍,在相同熔深下复合焊的焊接速度可以提高50%;复合焊焊缝的晶粒较单MAG焊缝中的晶粒细小,其焊缝抗拉强度比单MAG的好,断裂属于延性断裂.     

激光辅助活性焊接法

提出了激光辅助活性焊接的方法,研究了焊接参数对激光熔化处理后TIG焊接熔深、熔宽的影响.首先,使用极小功率激光在氧气保护下熔化焊件表面,使焊缝表面的氧含量增加.然后使用普通的TIG焊接,覆盖激光焊缝,达到增加熔深的目的.利用此方法,不使用活性剂就可以使TIG焊焊接熔深增加约2倍,与A-TIG焊相比没有表面熔渣,表面成形较好.小功率激光处理后焊缝中O元素含量增加,熔池表面张力温度系数由负变正,导致激光辅助活性焊熔深增加.

Abstract：

On the bases of the study for the mechanism of the increasing of A-TIG welding penetration, a new method of activating TIG welding, the laser aided activating TIG welding was proposed. At first, the surface of weld was melt by the mini power laser protected by oxygen. As a result, the oxygen content increases in the weld pool surface. Then the conventional TIG welding was used to cover the weld. The oxygen could change the direction of fluid flow in molten pool, which leads to the weld beads with narrower width and deeper penetration. Without the activating flux, the penetration can be increased by 2 times. There is no slag in the surface of weld and the appearance is good. The oxygen can change the temperature dependence of surface tension gradient from a negative value to a positive value; and cause the significant changes in the weld penetration. Fluid flow could be inward along the surface of the weld pool toward the center and then down. This fluid flow pattem transfers heat to the weld root and produces a relatively deep and narrow weld efficiently. This change is the main cause to increase the penetration.     

304不锈钢薄板脉冲激光焊焊接热过程数值分析

针对不锈钢薄板脉冲激光焊接的特点,基于有限元分析软件ANSYS,对0.5 mm厚的304不锈钢薄板脉冲激光焊接的热过程进行三维数值动态模拟.建模时采用实体单元和表面单元结合,并采用焊缝处细密、远离焊缝处粗略的不均匀网格,除了施加整体与外界的对流散热条件外,还考虑了工件与夹具之间的传导换热,分析了焊接温度场在工件上的分布规律及工艺参数对焊缝成形的影响,并据此提出了提高不锈钢薄板激光焊焊接接头质量的方案.计算结果表明,熔池的尺寸随输入能量的变化较为明显,在激光加热0.05 s后材料开始熔化,熔池呈现大幅度增长趋势;焊接速度对熔深和熔宽的影响较为显著,熔宽随焊接速度的增加而逐渐减小,熔深几乎与焊接速度成反比,当焊接速度约为0.4 m/min时,熔深为0.5mm以上,工件熔透,且深宽比可达到2∶1.计算所得熔池大小与试验结果基本吻合.     

活性剂对不锈钢TIG焊焊接接头组织的影响

针对316L奥氏体不锈钢,研究了单一成分活性剂及SiO2与TiO2混合活性剂对熔深及焊缝微观组织的影响。结果表明:涂敷SiO2与TiO2混合活性剂的焊缝熔深是未涂敷活性剂的2倍以上。活性剂SiO2的涂敷不仅能使熔深有明显增加,而且可以打乱奥氏体柱状晶生长的方向性,对焊缝组织有明显的改善作用。SiO2对焊缝组织的细化作用,与Si对凝固模式的影响有着直接关系,Si的存在能提高w(Cr)eq/w(Ni)eq值,促使FA凝固模式的发展,有利于δ相的形成,阻碍奥氏体枝晶的生长。     

TIG电弧活性化焊接现象和机理研究(1)--表面活性剂对不锈钢材料TIG焊熔深的影响

研究了SiO2和TiO2两种单一成分活性剂对SUS304不锈钢材料TIG焊熔深的影响以及活性剂涂敷量对焊接熔深的作用效果.结果表明,活性化TIG电弧焊接能够大幅度提高焊接熔深及焊接效率.     

峰值功率和脉冲宽度对激光焊接质量的影响

基于有限元法,以峰值功率和脉冲宽度为参数,建立了304不锈钢薄板激光焊接有限元模型,并进行瞬态热分析,获得了各参数对熔池形状和温度的影响规律。基于正交试验设计,分析了各参数对熔池形状和温度的影响程度,并得出最优参数组合。结果表明:随着峰值功率和脉冲宽度的增加,熔宽、熔深、深宽比和熔池温度增加,当峰值功率为280 W,脉冲宽度大于或等于4 ms时,熔池温度超过材料沸点;峰值功率对熔池形状和温度的影响较脉冲宽度大,最优参数组合为峰值功率为240 W,脉冲宽度为5 ms。分析结果可为激光焊接304不锈钢工艺参数的选择提供理论依据和技术指导。     

H13模具钢低功率活性激光焊

传统焊接修复失效模具耗时长,热输入分散,容易引起热影响区性能恶化;激光焊修复失效模具自动化程度高、工时短、热输入量集中,但高功率激光修复模具性价比较低。将活性焊接技术应用于模具修复,在低功率下可获得较高的熔深,有效的降低成本。以H13热模具钢为试验对象,研究了低功率下活性剂对激光焊缝宏观表面形貌、熔深熔宽以及微观组织形貌的影响。试验结果表明,涂覆活性剂后,焊缝表面成型更好,焊缝颜色光亮,鱼鳞纹清晰可见;焊缝熔宽在涂敷活性剂后会略有增加,而熔深则增加明显,增深接近一倍。活性剂不管涂敷与否,焊缝均没有裂纹、气孔、夹杂等缺陷,但是涂覆活性剂后导致了焊缝晶粒略微粗化。     

不锈钢焊接接头的激光熔凝试验

对1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接接头进行局部激光熔凝，观察激光熔凝后焊接接头组织的变化，并进行腐蚀试验。试验结果表明：在硫酸溶液中具有良好抗腐蚀性的不锈钢经焊接后．接头部位的抗腐蚀性较母材有所降低，但经激光熔凝后，抗腐蚀性可得到明显提高，这说明激光熔凝对改善不锈钢焊接接头的抗腐蚀性是有效的。     

不锈钢焊接接头的激光熔凝试验

对1Cr18Ni9Ti不锈钢焊接接头进行局部激光熔凝,观察激光熔凝后焊接接头组织的变化,并进行腐蚀试验。试验结果表明:在硫酸溶液中具有良好抗腐蚀性的不锈钢经焊接后,接头部位的抗腐蚀性较母材有所降低,但经激光熔凝后,抗腐蚀性可得到明显提高,这说明激光熔凝对改善不锈钢焊接接头的抗腐蚀性是有效的。     

TIG焊活性剂对焊缝成形的影响

活性化焊接（A－TIG焊）在90年代末期受到国外的高度重视，同传统的TIG焊（钨极惰性气体保护电弧焊）相比，在相同的规范下活性化焊接能够大幅度地提高生产率、降低生产成本。中针对不锈钢和钛合金材料，研究了在A－TIG焊中单一成分的活性剂和涂敷量对焊缝成形的影响。试验结果表明，与无活性剂的焊缝相比，活性剂CaF2,SiO2,NaF,Cr2O3和TiO3都能够有效地增加不锈钢和钛合金焊缝的 熔深，随着涂敷量的增加，焊缝熔深也相应的增加，熔宽减小。但涂敷有CaF2活性剂的不锈钢焊缝成形不好，涂敷有Cr2O3的钛合金焊缝正面熔宽没有明显的变化。在不锈钢焊接中，活性剂SiO2的作用效果最好；而钛合金的焊接中CaF2的作用效果最好。电弧收缩和熔池表面张力的变化是活性剂增加熔深的主要原因。     

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.     

不锈钢管板全位置脉冲TIG焊

采用深熔透全位置脉冲TIG多层焊技术对冷凝器不锈钢管板进行焊接.施焊中,把握合理的焊接顺序和焊接方向,运用小规范施焊,实行焊接与贴胀并举,能够获得较好的管板角焊缝焊接质量,延长冷凝器的使用寿命.     

地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊接头残余应力研究

对地铁用SUS301L奥氏体不锈钢激光焊和熔化极活性气体保护焊(MAG)焊接接头的残余应力进行了X射线衍射测试分析.测试结果表明:激光焊和MAG焊接头均存在较大值的残余拉应力,残余应力分布趋势相同.激光焊接头残余应力峰值低于MAG焊接头残余应力峰值,这是由于激光焊热输入量较小,对母材热影响较小,母材塑性压缩效应低造成的.     

Study of Laser Lap Welding of SUS301L Austenitic Stainless Steel Using Optimal Design Method

This paper presents an experimental design approach to process parameter optimization for the laser lap welding of SUS301L austenitic stainless steels using Nd:YAG laser in order to reduce the welding deformations of the back of the welding seams while ensuring mechanical properties of welding joints.To determine the optimal laser-welding parameters,a set of mathematical models were developed relating welding parameters to each of the weld characteristics.These were validated both statistically and experimentally.In order to reduce experimental error and the number of specimens,the part of orthogonal experiments were used in this study.The quality criteria set for the weld to determine optimal parameters were the maximization of weld width and the minimization of weld depth.Laser power,welding speed,the laser irradiation angle,the focused distance and shield gas of 3.5kW,7.0m/min,70°,0mm and N2 with the flow of 30L/min,respectively,with a fiber diameter of 600μm were identified as the optimal set of process parameters.     

微束等离子弧焊焊接不锈钢筛网的研究

不锈钢筛网是由不锈钢丝线编制而成,由于材料丝径细且界面多,焊接工艺上有一定的难度。TIG焊、激光焊、钎焊等焊接方法由于工艺、成本等原因都不是筛网焊接的最佳选择,而微束等离子弧焊具有拘束度高、能量密度高等特点,特别适合不锈钢筛网的焊接。实验中采用自主研制的微束等离子弧焊接系统,在主弧电流小于3A下,进行了不同焊炬高度和不同焊接速度的对接试验,最终取得了良好的不锈钢筛网焊接效果。在此基础上,分析了焊接速度和焊炬高度等因素对焊接质量的影响。     

2205双相不锈钢的焊接性及焊接技术

对2205双相不锈钢的焊接性能进行了研究分析，对材料的焊接技术关键进行了介绍。     

2205双相不锈钢的焊接性及焊接技术

对2205双相不锈钢的焊接性能进行了研究分析,对材料的焊接技术关键进行了介绍。