高强铝合金的MIG以及激光MIG焊接工艺对比

以20 mm厚的2519-T87高强铝合金为研究对象,研究了熔化极惰性气体保护焊 (MIG焊)和CO2激光-MIG复合焊的焊接效率、组织以及力学性能之间的区别.结果表明,激光-MIG复合焊的焊接效率是MIG焊的5倍,焊接熔深更大,接头的抗拉强度也提高到母材的70%以上,而MIG焊接头抗拉强度仅仅只有母材的60%左右.由于复合焊的热输入比较小,而且熔池的熔融金属的流动情况以及温度梯度与MIG焊有很大的不同,复合焊的焊缝组织比MIG焊的更加细小,接头处的也没有发现MIG焊接头中出现的等轴晶区.     

基于数学形态学图像处理的TIG焊接过程正面熔宽控制

焊接过程熔池动态特征信息获取与智能控制一直是焊接界研究的前沿课题.针对TIG焊接过程没有飞溅,熔池形状稳定、清晰的特点,以TIG焊接过程为研究对象,采用机器视觉技术获取焊接动态过程正面熔池图像点,将数学形态学中的二值理论应用于熔池图像的处理,结合模糊逻辑和比例积分微分(PID)闭环控制理论,从弧焊过程熔透质量控制的角度出发,从软件开发到硬件组成,设计了一套焊接过程图像处理及正面熔宽控制系统.结果表明,该系统可以很好地克服焊接过程中的外界干扰,保证焊缝成形的稳定,从而实现了TIG焊质量控制的目标.     

膜式水冷壁多焊机群控系统

基于DSP的多焊接电源群控系统被应用于膜式水冷壁焊机中.该系统引入优先级群控策略,多台焊接电源在外部参数发生波动时,按不同优先级的群控策略进行有序调整,减小了调整时间和调整误差.同时,根据焊接区域和焊接过程中管屏温度场分布规律,引入焊接参数实时调整策略,实现多台焊接电源在起弧段、稳弧段和收弧段等不同焊接过程的参数动态调整.结果表明,使用该系统控制焊机中的多台焊接电源,膜式水冷壁管屏焊接变形得到有效控制,焊接质量有较明显的提高.     

聚焦电流对电子束填丝焊接焊缝几何特征的影响

通常情况下,电子束焊接工艺研究时将聚焦电流作为焦点位置的主要表征参数.电子束填丝焊接时,通过改变聚焦电流,可以控制束流的焦点位置.不同的焦点位置决定了束流到达工件表面时的能量分布,直接影响到焊丝及母材的熔凝状况,进而对电子束填丝焊接焊缝截面几何形状具有重要影响.通过改变聚焦电流、其余参数不变,能够得到聚焦电流与焊缝截面形状、焊缝横截面面积、熔深、表面熔宽、半熔深处熔宽、余高等焊缝截面几何参量之间的关系,对优化电子束填丝焊接工艺参数具有积极参考意义.     

复杂薄壁空间曲线焊缝的变形控制

根据某产品空间曲线焊缝壁薄、密集、受热易变形,对管间隙及错边量要求高的特点,对其结构及其受力受热情况,及弧焊变形机理进行了深入地研究,并提出了抑制其变形的"分段线性控制"策略.依据焊缝间隙与焊接电流的对应关系,配合机器人虚拟ARC-ON/OFF信号与PLC电流分段线性控制信号,实现了连续焊接时电流的分段线性控制.结果表明,该控制策略行之有效,成功地应用于该焊件的实际生产,提高了产品的质量及生产效率.     

多层氩弧熔敷含TiC颗粒增强涂层的微观组织及耐磨性能

利用多层多道钨极氩弧熔覆技术,熔融预涂于钢基体表面钛铁和石墨混合粉末,可以在普通碳钢表面获得综合性能优异的复合材料表面熔敷层;测试和分析表明,熔敷层微观组织主要由铁素体、低碳马氏体、原位生成的TiC颗粒及碳化物等组成;熔敷层表面硬度达到了HRC 57以上,呈梯度分布特征;滑动磨损试验表明,由于TiC增强颗粒的存在,熔敷层与摩擦副的摩擦系数在磨损过程中不稳定,变化范围较大;TiC颗粒对摩擦的阻碍、钉扎作用大大提高了熔敷层的抗磨损性能,熔敷层磨损体积比基体金属小15～20倍,具有良好的耐磨性能.     

镁合金的低功率激光活性焊

试验研究几种常见活性剂对镁合金激光焊接过程的影响.结果表明,在低功率激光条件下,氧化物和氯化物活性剂能够增加镁合金激光焊接的熔深和深宽比.试验中,SiO2能够增加焊接熔深220%左右,证明通过使用活性剂来增加熔深,降低镁合金薄板激光焊接的成本是可行的;焊接热输入是影响活性激光焊熔深的重要参数;熔深增加的主要原因是活性剂微细粉末在激光作用初期增加对激光能量的吸收率.     

铝脉冲MIG焊亚射流过渡的自适应控制

针对铝脉冲MIG焊亚射流过渡区范围窄,不易控制的特点,提出了铝脉冲MIG焊亚射流过渡自适应控制思想.在所提出的控制思想中,设计了一个亚射流过渡区域,设置了该区域的电弧电压的上下限,电源根据电弧电压值来确定电弧电流的大小,自动将电弧的电流、电压控制在亚射流过渡区内,自动适应送丝速度的变化及弧长的波动.根据此控制思想,对于直径1.6 mm的铝焊丝选择此电压上下限的范围在14.5～22 V之间,选择焊接电流在30～235 A之间.所进行的脉冲焊接试验及高速摄像证明了对亚射流过渡过程的控制,得到了成形良好的焊缝,也较好地避免了焊接缺陷的产生.     

铝合金激光双光点焊接工艺特性

对铝合金薄板激光单光点和双光点焊接(包括不填丝和填丝)的焊缝成形、对接间隙和准直度容许裕度以及气孔状况进行了比较,并分析了双光点能量分布的激光对铝合金焊接的影响.结果表明,与激光单光点焊接相比,激光双光点焊接铝合金所得焊缝表面质量更好,焊缝熔宽更大,对接间隙和准直度容许裕度明显放宽.激光双光点焊接铝合金可以显著减少焊缝中大气孔的数量,但对焊缝中小气孔数量的影响不明显.此外,填加焊丝可以进一步改善焊缝表面质量并放宽对接间隙和准直度容许裕度,但将增大焊缝产生大气孔的倾向,采用激光双光点焊接仍可使焊缝中大气孔的数量明显减少.     

搅拌针形状对搅拌摩擦焊焊缝截面形貌的影响

采用镶嵌异种材料作为标识材料的方法,用不同搅拌针形状的搅拌头,进行了搅拌摩擦焊试验.结果表明,搅拌针形状影响焊缝塑化金属流动的行为,导致焊缝截面形貌发生变化.搅拌针表面的反螺纹使搅拌针周围塑化金属向下流动,迫使搅拌针端部周边金属向上运动,焊核中心处于焊缝横截面下部;正螺纹使搅拌针周围塑化金属向上流动,迫使轴肩下方及周边金属向下运动,焊核中心处于焊缝横截面上部.改变搅拌针形状及长度,可以改变搅拌针下方及附近区域塑化金属的流动形态,从而改变焊缝底部的成形及包铝层进入焊缝的深度.