工艺参数对机器人TIG焊焊缝成形与组织的影响

在Q235钢平板上进行机器人TIG焊试验,研究焊接电流、电弧电压和焊接速度3个焊接工艺参数对焊缝成形与微观组织的影响。研究结果表明,当其中两个焊接工艺参数恒定时,熔深、熔宽和深宽比均随着焊接电流的增大而明显增大;焊缝的熔深和深宽比随着电弧电压的增大而减小,熔宽随着电弧电压的增大而增大;熔深、熔宽和深宽比均随着焊接速度的增大而减小。随着焊接速度的增大,焊缝区与热影响区的珠光体组织减少,铁素体组织增加,组织细化。     

焊接参数对旋转电弧MAG焊焊缝成形的影响

基于旋转电弧焊接机器人进行平板堆焊试验,研究了焊接电流、电压、焊接速度及电弧旋转频率对焊缝成形的影响。结果表明:焊接电流增大,熔宽明显增加,熔深和余高也有所增加,熔敷速度增大,成形系数减小,余高系数几乎保持不变;焊接电压增大,熔深和熔宽均有所增加,余高减小,熔敷速度几乎保持不变,余高系数增大,焊缝成形系数先不变后减小;旋转频率增大,熔深有所减小,余高略有减少,熔宽先增后减,成形系数和余高系数均增大;随着焊接速度的增大,熔深、熔宽、余高均减小,熔敷速度呈指数形式下降,成形系数有所增大,余高系数略有增加。     

水下湿法焊缝成形的响应曲面法建模及分析

水下湿法焊缝成形是影响水下焊接接头力学性能的重要因素.与空气中焊接相比,影响水下湿法焊缝成形的因素更复杂.在高压舱内进行不同水深湿法药芯焊丝焊接(FCAW)试验,通过响应曲面法(RSM)分别建立水下湿法焊缝的熔宽和余高与焊接参数之间的数学模型,分析了焊接电流、电弧电压和水深及其交互作用对水下湿法焊缝成形的影响.结果表明,水下湿法焊接时增大焊接电流和电弧电压都可以增大焊缝熔宽.熔宽随着水深的增大而减小,但随着水深的增大,水深对减小熔宽的作用逐渐减小.随着电流的增大,焊缝余高增大,且比电弧电压对余高的作用明显.     

铝锂合金YAG-MIG复合焊焊缝成形特征

基于铝锂合金激光电弧复合焊焊缝成形特征的分析,对5A90铝锂合金YAG-MIG复合焊接工艺展开研究.固定选取合理的焊接位置条件下,讨论了激光功率、焊接速度、焊接电流和热源作用间距等主要焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律.结果表明,两热源间距在0～6mm之间时有较好的复合效应;激光功率的增加对增大焊缝熔深和背面熔宽起主导作用;焊缝正、背面熔宽随着焊接速度的提高均明显减小,熔深亦有减小趋势;焊接电流加大时,焊缝熔深和熔宽显著增大.     

二氧化碳气体保护焊工艺对焊缝形貌的影响

主要研究了二氧化碳气体保护焊焊接工艺对焊缝形貌的影响,选择不同二氧化碳气体保护焊的焊接工艺参数在Q235钢板进行表面堆焊,并对焊缝形貌进行观察分析。试验结果表明:焊接电流、电弧电压、焊接速度、气体压力等工艺参数对焊缝形貌均有影响,其中随着焊接电流的增大,熔深增大,熔宽基本不变,余高增大;随着电弧电压的升高,熔宽明显加大;随着焊接速度的增大,熔宽、熔深及余高均减小。     

双钨极氩弧焊焊缝成形的数值模拟

采用数值模拟方法对双钨极氩弧焊的焊缝成形规律进行研究.考虑到两个电弧的相互吸引作用导致电弧偏转,仿真时采用倾斜热源模型.对比分析了单、双钨极氩弧焊的焊缝成形特点,研究了双钨极氩弧焊焊接过程中钨极间距、电流大小和匹配形式对熔池形状的影响.结果表明,相对于单钨极氩弧焊,双钨极氩弧焊的熔宽窄,熔深略小;随着钨极间距的增加,熔宽增加,熔深减小;随着电流的增大,熔深和熔宽都有一定程度的增加;两钨极上焊接电流的不同匹配形式会对焊缝成形产生影响.     

双丝串列电弧焊焊缝成形的试验分析

将旋转电弧传感器和双丝串列电弧焊结合起来,开发了旋转电弧引导的、两个电弧在同一个熔池上燃烧的双丝串列电弧焊方法,对其焊缝成形工艺进行了研究.分析了焊接电流、焊接电压、双丝间距、电弧旋转等参数对焊缝成形的影响.结果表明,随着焊接电流的增大,熔敷速度增加,焊缝成形系数呈现先增大后减少的变化规律.而焊接电压的增大则会使焊缝成形系数略有减小.对双丝间距的研究发现,当间距为15 mm时,焊接质量较好.与普通双丝串列焊相比,前置电弧旋转时熔池底部变得平坦,最大熔深有所减小,平均熔深有所增加,这将有助于减少焊缝的应力集中.与单丝旋转电弧焊相比,焊接熔敷速度显著增大,有效避免了高速焊接时的咬边现象.     

铝合金激光-电弧双面焊接头特征分析

采用激光-电弧双面焊工艺进行铝合金焊接试验，发现该工艺不仅可以获得稳定可靠的焊接过程与美观的焊缝成形，还可以有效地增加接头熔深和降低焊接成本。主要研究了焊接参数对双面焊接头特征的影响。结果表明，激光功率增加时，双面焊两侧的熔宽都以同样的趋势增大；焊接电流增大时，电弧侧熔宽的增加趋势明显大于激光侧；增加激光功率或提高焊接电流都会引起焊缝最小熔宽的增大，且焊缝最小熔宽的深度也发生一定的变化。随焊接速度的提高，激光侧的深宽比增加，而电弧侧的深宽比减小。     

混合气体保护焊焊接过程电弧特性分析

通过焊接机器人在给定的试验条件下进行混合气体保护焊,采用汉诺威焊接质量分析仪对电弧电压和焊接电流信号进行采集,并通过分析焊接过程的电弧特性找到熔滴过渡以及焊缝成形的主要影响因素。结果表明:在给定的混合气体流量比的条件下,电弧电压会影响熔滴的过渡频率、电弧稳定性、飞溅大小、焊缝熔宽等,而焊接电流则会影响焊丝熔化速度、焊缝熔敷率、过渡频率、飞溅大小、焊缝成形等。合适的焊接电流与电弧电压相匹配可以获得稳定的电弧、良好的过渡特性及美观的焊缝。     

工艺参数对AZ31镁合金MIG焊的影响

对AZ31镁合金焊板进行MIG焊焊接,研究工艺参数对熔滴过渡,焊缝成形、组织和性能的影响。结果表明,随着电流增加,电压在1V范围内逐渐减小,熔滴依次为大滴过渡、射滴过渡、射流过渡,熔滴尺寸相应地减小,同时电弧高度减小,宽度变大。焊缝成形影响也较大,当电流大于180A时,焊缝成形良好。随着电流增大,电压减小,熔宽、熔深、余高均增加,但深宽比减小。焊缝的晶粒远小于热影响区的晶粒,随着线能量增大,焊缝和热影响区晶粒尺寸增大,但硬度降低。     

YAG/MAG激光电弧复合焊工艺研究

利用YAG激光焊头和MAG焊枪旁轴复合进行了1Cr18Ni9Ti不镑钢的激光电弧复合焊工艺研究。研究表明：影响复合焊过程的主要工艺参数有激光功率、焊接速度、焊接电流、电弧电压、激光焦点位1、两热源的间距和相对于焊接方向的排列方式等；在一定的焊接工艺条件下所研究的YAG／MAG复合焊具有协同效应。电弧参数测试也表明，当激光与电弧复合的协同效应存在时，复合焊电流高于电弧焊，而电弧电压降低；若电弧采用过大的焊接电流与激光复合，尤其是在较低的焊接速度时，复合焊过程体现不出协同效应．复合焊熔深反而低于激光焊熔深。复合焊激光焦点位置变化对电弧稳定性和熔宽影响小，但获得最大熔深的焦点位王不同于激光焊。激光前置焊比激光后置焊获得的熔深大，两种条件下均在两热源闻距为0.5mm时熔深最大。     

低气压对自保护药芯焊丝焊缝成形的影响

对低气压地区自保护药芯焊丝电弧焊接的焊缝成形及其影响因素进行了研究.结果表明,在相同焊接工艺参数设定下,气压愈低,焊缝的熔深愈浅、熔宽愈宽、余高愈小;气压降低导致电弧的冷却作用减弱,弧柱区的直径与正常气压相比将增大,电弧的稳定性和挺度下降.电弧行为的改变影响了焊缝成形质量,气压越低,焊缝成形的对称性越差;焊炬高度的增加对焊缝成形及电弧稳定性同样有不利影响,适当增加送丝速度和降低电弧电压有助于焊缝成形质量的改善.研究结果为低气压地区的自保护药芯焊丝焊接工艺参数制定和优化提供了科学依据.     

基于弧压反馈的薄板GTAW智能熔透控制

薄板GTAW的熔透控制是保障其焊接质量的关键,而焊接熔透的智能传感与识别是其中的核心难题. 传统的焊缝背面直接视觉传感可以有效提取熔透控制信息,但是往往因为可达性受限而不能使用. 因此,文中对基于GTAW弧压电信号的传感焊接熔透进行研究,基于弧压反馈提取焊接熔透信号,进而调节焊接电流波形保证焊缝均匀熔透而不发生烧穿. 试验采用4 mm厚热轧钢板、3 mm厚冷轧钢板进行表面堆焊. 结果表明,在不同电流形式下堆焊试验中验证了控制原理,反馈智能调节,变散热条件以及变间隙试验均可得到较美观的焊缝.     

Welding of titanium alloys with activating flux

Abstract

In the present paper, the effects of an activating flux on Ti–6Al–4V alloy welding were investigated. Tungsten inert gas welding was used to weld 8.0 mm thickness Ti–6Al–4V alloy plates. Results show that applying the activating flux on the Ti–6Al–4V alloy surface leads to an increase in weld penetration depth, whereas the corresponding weld bead width is reduced. It was also found that various welding conditions, particularly flux thickness, influence the effectiveness of the activating flux. Furthermore, a data acquisition system was used to monitor the current and voltage signals during welding. Results from monitoring of the welding current and voltage signals reveal that there is a clear correlation between the signals and the weld penetration when the welding arc is steady. Analysis of the acquired signals can be used to identify inconsistencies in weld penetration. In summary, to take advantage of the use of activating flux in Ti alloy welding, it is important that a uniform flux layer is present at the alloy plate surface and suitable welding parameters are selected.     

金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺

提高电弧穿透能力是等离子弧焊接领域的重要课题.自主设计并搭建了金属粉末再压缩等离子弧焊接新工艺试验平台,采集焊接过程电信号、视觉信号、弧光光谱信号等,并从焊缝成形、电弧电压、熔融金属过渡、弧光光谱等方面对金属粉末再压缩等离子弧焊接过程进行了初步的研究.在相同焊接电流195 A条件下,与常规等离子弧焊接工艺相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝熔深增加1.29 mm、熔宽减少1.65 mm、电弧电压升高0.63 V.在波长为230 ~ 270 nm范围内,与常规等离子弧焊接相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接中Fe和Cr元素的特征谱线明显增多. 结果表明,在相同电流条件下,与常规等离子弧焊接相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接电弧穿透能力增强.     

低碳钢激光预熔活性焊接法

以8 mm厚的低碳钢为研究对象,在氧气的保护下,用小功率光纤激光在待焊焊件表面进行预熔处理,使表面熔化生成一层氧化层,然后用TIG焊或激光电弧复合焊覆盖氧化层,研究工艺参数对焊缝成形的影响.结果表明,激光预熔后进行覆盖焊接,电弧没有收缩,熔深增加到1.5倍左右,表面成形良好.随着电流的增加,熔深增加,但激光预熔后的焊道增加更快.随着焊接速度的增加,熔深减小.随着激光预熔功率的增加,熔深增加.随着复合焊接中激光功率的增加,熔深增加.焊缝含氧量的增加,使得表面张力温度系数由负变正,是低碳钢激光预熔活性焊接熔深增加的主要原因.     

Effects of pulse parameters on arc characteristics and weld penetration in hybrid pulse VP-GTAW of aluminum alloy

A novel ultrafast-convert hybrid pulse variable polarity gas tungsten arc welding process(HPVP-GTAW)is developed.High frequency pulse square-wave current which has a frequency of more than 20 kHz is exactly integrated in the positive polarity current duration.The effects of pulse current parameters on arc characteristics and weld penetration have been studied during the HPVP-GTAW process using Al-5.8 Mg alloy plates.The arc characteristics studied by arc voltage and its profile,weld penetration noted by the ratio of weld depth to width have been found to be influenced significantly by the pulse current.The experimental results show that the HPVP-GTAW process can improve the arc profile predominantly and obtain the higher weld penetration with lower heat input.The observation may help in understanding the weld characteristics with respect to variation in the pulse current parameters which may be beneficial in using the novel HPVP-GTAW process to produce the better weld quality of aluminum alloy plates.     

焊接电参数对GTAW熔透状态的影响

针对非熔化极气体保护焊(gas tungsten arc welding, GTAW)过程中因焊接参数波动、热传导条件变化难以实时检测和控制熔透的难题,考虑304不锈钢相变潜热随温度的变化,建立了焊接电参数与熔池相变潜热、背面熔宽间的动态变化数学模型,仿真研究了改变焊接电流、电弧电压对焊缝熔透状态的动态影响规律,预测了恒定电参数下点焊熔透状态发生改变的时间. 采集了同参数焊接过程中表征熔透状态变化的反射激光点阵视频图像,统计计算了实际熔透发生改变的时间. 结果表明,所建立的动态数学模型能够反映焊缝熔透状态随电参数的动态变化过程,且焊接电流对熔透状态的影响更显著;熔透变化预测时间与实测时间一致.