Static equilibrium model for the bead formation in high speed gas metal arc welding

On the basis Of the Young-Laplace Equation that describes the pressure difference betweeneach side of acurved liquid surface,a static equilibrium model is established to describe the surface shape of the weld bead.The geo-metrical model for the molten pool is included,which is essential to explain the undercut phenomenon during high speedbead-on-plate welding.The results got from an iteration algorithm show that it is the force balance on the liquid mixtureof the deposited metal and the deposited metal and the molten base metal and the molten base metal that causes the undercut.Some factors and their effects are also ana-lyzed.     

铝合金VPPAW穿孔焊接匙孔闭合处的微观组织与力学性能

铝合金因其密度低,比强度高等特性,被广泛应用到航空航天、军事工业等领域.与其他焊接工艺相比,变极性等离子弧焊接在大型铝合金结构件加工方面具有突出优势.针对轻金属合金等离子弧焊接过程中匙孔难以自由闭合的问题,提出了气电分离时序脉冲等离子弧环焊缝收弧方法,对比研究了环焊缝收弧方法与手工钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding, TIG焊)填补法焊缝匙孔闭合处的微观组织与力学性能.结果表明,通过调节焊接起弧、收弧策略,实现了等离子弧匙孔自由闭合,焊缝收弧区成形良好,组织为均匀的等轴晶;抗拉强度为329.9 MPa,断后伸长率为16.3%,比TIG填补法的抗拉强度提高了22.91%,断后伸长率提高了55.24%.平均硬度值为78.9 HV0.2,热影响区硬度呈下降趋势,熔合线处硬度呈升高趋势,焊缝区硬度波动范围为75～81 HV0.2.     

铝板电磁焊接过程中洛伦兹力的三维仿真研究

板件电磁焊接过程中洛仑兹力的分布不均匀导致了焊接接头部位板件的变形不均匀,在一定程度上影响了焊接质量。本文利用电磁焊接技术对两块1 mm厚的1系铝板进行了焊接试验,同时利用电磁场仿真软件对焊接过程中板件所受洛仑兹力进行了三维仿真研究。流过集磁器内电流的仿真结果与试验结果于首个波峰位置误差在3.45%以内,板件表面洛仑兹力分布的仿真结果与试验中所发现的板件焊接区域表面变形现象一致。通过对比被焊板件表面特征区域所受垂向洛伦兹力的大小,发现不同区域范围板件所受垂向洛伦兹力呈现不同的分布规律,该区域范围主要由被焊板件内所产生的感应涡流分布所决定。     

一种ISOP结构弧焊电源主电路的研究

提出一种可应用于弧焊电源的输入串联、输出并联(简称ISOP)结构的DC-DC变换器。该变换器采用两个全桥结构的逆变电路进行串联。因此,主电路的开关器件可选用高频特性好但耐压值较低的场效应管,可进一步提高电源的逆变频率,并降低电源的成本。电路的核心器件——高频变压器采用两一次侧两二次侧的四绕组共铁心的平面变压器,这种形式的变压器可强制使串联的两个输入滤波电容均压。逆变器的输出端采用双胞平衡电抗器做为滤波电感,确保电源两路输出电流的均衡。介绍并且分析了此变换器的均压、均流机理,最后给出了实验结果。     

分时压电振动对铝合金电阻点焊强度的影响

将压电致动器串联到点焊电极,基于触发控制系统实现在点焊过程中不同阶段对焊点施加脉冲振动,对6061铝合金进行电阻点焊试验,通过力学拉伸分析和金相观察研究了分时压电振动对点焊接头的力学性能和接头微观熔核尺寸的影响。结果表明,在全程压力复合控制和凝固阶段的压力复合控制阶段中,接头抗剪力偏低,接头内部出现了大量的裂纹缺陷;在通电焊接阶段压力复合控制中,接头抗剪力增大,熔核尺寸明显增大,内部缺陷较少。在焊接阶段120 ms压力复合控制时,接头的抗剪力达到最大2.11 kN。焊接阶段后60 ms压力复合控制较焊接阶段前60 ms压力复合控制,熔核尺寸有所增大,内部缺陷有所减少。     

基于VR焊接系统的机人协作GTAW焊接

手工焊因其灵活性和可达性高仍将继续发挥其作用,手工焊的脱技能化,将是一个长期面临的课题。通过监测熟练焊工焊接过程中焊接电流和焊接速度两个主要参数的调整情况,进而学习熟练焊工的经验,然后通过机人协作控制系统,用来弥补初级焊工的技能,实现了熟练焊工经验向初级焊工的传递。结果表明,学习熟练焊工得到的焊接电流和焊接速度的关系模型,不仅能够应用于文中提出的机人协作焊接系统中,也可以扩展到自动焊接领域,为全熔透焊接提供技术支持。     

铝合金T形接头双侧脉冲MIG单道焊接工艺

采用自适应熔覆量的方法,对15 mm厚的6082铝合金T形接头进行了双侧脉冲熔化极惰性气体保护焊(MIG)单道焊接工艺的研究。在单热源单边焊接条件下,分析预留间隙、焊枪角度、送丝速度及行走速度等参数对焊缝成形的影响,并根据焊缝成形及表面质量,确定最优焊接工艺参数区间。在此基础上,对T形接头进行双侧对称热源和双侧非对称热源焊接。试验结果表明,当预留间隙为0 mm或1 mm、焊枪行走角为15°左右时,焊缝饱满且无咬边现象;当送丝速度为9.5 m/min时,焊缝成形良好并能实现根部完全熔合。     

单丝高熔敷率MAG焊接工艺的研究

从提高焊接电流和电孤热熔化焊丝等效电压的角度出发,提出了两种新型的单丝高熔敷率MAG焊接工艺-细丝大电流MAG焊和直流正接MAG焊,并借助高速摄像手段分析了这两种焊接工艺的电孤行为、熔滴过渡机制以及焊缝成形特点.试验结果表明,通过选择合适的保护气体体φ(Ar)98%+φ(O2)2%使得电弧烁亮区包覆了大部分液锥和全部的液流束且熔滴过渡基本在电弧烁亮区内部进行,可获得稳定的细丝大电流MAG焊;同样选择φ(Ar)98%+φ(O2)2%的保护气,能够获得电弧较为稳定、焊接飞溅较小、焊缝成形良好的直流正接MAG焊.     

弧焊电源谐波检测系统的研制及应用

对弧焊电源功率因数、谐波等参数的测量方法进行了研究,采用加窗的FFT算法研制了一套基于嵌入式PC的弧焊电源检测系统,分别时带LDC滤波器的弧焊逆变电源和普通弧焊逆变电源进行谐波分析比较,实验表明该分析仪系统可靠,分析结果精确.     

北京工业大学焊接研究所

北京工业大学在1960年建校就开始焊接人才培养，焊接专业南徐碧宁教授（徐碧宁，1912—1992，我国著名焊接专家，