激光-MAG电弧复合焊接单面焊双面型工艺

以4～10 mm不同厚度的Q345B钢板作为实验材料,利用光纤激光-MAG电弧复合焊接方法,通过改变激光功率、焊接电流、焊接电压、送丝速度、焊接速度等参数,探索单面焊双面成型工艺,验证焊接工艺对错边、间隙的容忍度.结果表明,激光电弧复合焊在不同的参数组合下均能获得良好的单面焊双面成型,对于错边和间隙的容忍度优于单独的MAG焊接,在实际生产的应用前景更好.     

带钢搭接焊错边原因分析及关键控制技术

错边是影响工作焊缝质量的一个非常重要的因素,带钢连续热镀锌焊接错边的控制是搭接焊中一个非常棘手的难题。针对某热镀锌生产线焊接过程中出现的错边缺陷,从窄搭接焊机的设备和工艺方面进行了系统研究,认为甩尾是造成错边缺陷的直接原因。通过对原料镰刀弯缺陷进行严格把关、对鞍座上原料卷对中精度的有效控制,以及对焊机对中装置的改造和张力辊压辊的调整,有效改善了焊接甩尾问题,避免了焊接错边缺陷,为镀锌机组的连续稳定运行提供了保障。     

对接焊缝错边处超声波探伤应注意的几个问题

在锅炉压力容器定期检验中经常遇到对接焊缝错边量超标的问题。由于错边量超标（允许超标尺寸见表1），在锅炉压力容器制造过程中易产生裂纹、未焊透和未熔合等焊接缺陷；在使用过程中，易产生应力集中，使设备中原来存在的制造规范允许的小缺陷扩展开裂，导致设备失效。《压力容器定期检验规则》和《在用工业管道定期检验规程》有关条款都要求对错边量超标的对接焊缝进行射线检测或超声波检测，以确定是否存在裂纹、未熔合和未焊透等严重缺陷，以便检验人员确定安全等级，     

错边对钢悬链立管横焊接头疲劳性能的影响

采用填丝TIG方法进行了不同错边量的立管环缝横焊试验,对其接头试样在80,120和175 MPa应力范围下进行了疲劳试验,研究错边对横焊环缝接头疲劳性能的影响. 结果表明,错边方式对横焊接头疲劳裂纹起裂位置有重要影响,“上错边”接头的疲劳裂纹主要从根部焊趾上侧起裂,无错边接头的疲劳裂纹主要从根部焊趾下侧起裂,而“下错边”接头的疲劳裂纹则全部从根部焊趾下侧起裂;在相同应力范围下,试样的疲劳循环周次随错边量的增大而降低,当错边量超过0.60 mm后,疲劳循环周次会显著下降.     

悬索桥钢箱梁工地焊接接头错边问题的探讨

虎门悬索桥钢箱梁是我国目前桥梁建造中最大的钢结构之一,它是从传统的栓焊结构直接过渡到全焊结构的产品,该桥工地焊接是将通过吊索缆绳悬挂在柔性较大的主缆上的钢箱梁节段焊在一起。同一般的钢结构制造相比,其工地焊接应力要复杂得多。类似虎门悬索桥这种柔性基体上,钢结构焊后产生错边是焊接的主要缺陷之一,本文就焊前装配和焊后错边产生的原因及在工地焊接中所采取的措施进行了探讨。     

激光-MIG复合焊接对错边的工艺适应性

试验以4 mm厚6005A铝合金为研究对象,使用激光-MIG复合焊接方法对不同错边量的试板进行焊接,研究激光-MIG复合焊接对错边的工艺适应性。试验结果表明:随着错边量的增大,激光-MIG复合焊接的熔透能力有所下降,在错边量小于0.6 mm时可以保证接头的良好成型;在0~0.6 mm错边量的范围内,激光-MIG复合焊接接头的显微组织、硬度分布和常规力学性能没有随错边量的增加而发生明显变化,激光-MIG复合焊接对错边具有良好的工艺适应性。     

基于偏最小二乘回归模型的激光焊缝宽度预测与控制方法

激光焊接焊缝是激光拼焊板成形性能的重要影响因素之一,同时也是导致拼焊板在冲压过程中出现破裂失效的导火索.因此,为了优化焊接工艺以及激光拼焊板成形性能就必须对焊缝宽度加以预测与控制.利用有限元软件对激光焊接过程进行三维动态温度场模拟,通过分析试验钢板节点温度分布情况,计算出焊缝宽度.在此基础上,利用偏最小二乘同归方法建立了激光焊缝宽度预测模型.运用本文预测模型,焊缝宽度预测相对误差均在5%以下,充分验证了该预测模型的合理性及适用性.     

激光-电弧复合焊接咬边缺陷分析及抑制方法

为了提高激光-电弧复合焊接的可靠性,对复合焊接咬边缺陷成形机理及抑制方法进行了研究.结果表明,激光能够提高复合焊接的临界咬边速度,最高可达电弧焊接的5倍.在激光-电弧相互作用下,复合焊接存在两种抑制咬边的机理.一种是改变焊趾处固、液、气三相的表面张力状况,形成指向熔池外部的合力.另一种是通过提高熔池内温度梯度和热输入来增加熔池内由内向外的流动速度和时间,使熔化金属能够流向并填充焊趾,这种抑制机理作用更为显著.试验确定了复合焊接临界咬边速度的经验公式和电弧电压的合理调节范围.     

飞机弱刚性叠层自动制孔错孔分析北大核心

针对飞机弱刚性叠层自动制孔中的错孔现象,分析了自动化制孔中易出现错孔的弱刚性结构特征,将其简化为两端固支叠层梁结构,根据叠层梁的二维简化受力模型,计算了叠层在压紧力与切削力综合作用下的变形量与在交界面产生的错孔量,产生错孔的主要原因为下层材料在切削过程受力产生的弯曲变形。详细分析了各变量对错孔量的影响,随着下层材料的厚度减少、宽度变小以及抽钉间距减小,错孔量均会显著增加。对于实际产品加工,由于产品的结构特征确定,可通过减小抽钉间距、减小下层切削进给速度从而降低切削力来减小错孔量。通过工艺试验验证,实测错孔量与理论错孔量分布趋势一致,验证了弱刚性叠层错孔理论分析的正确性。     

不同错边尺寸对铝合金BT-FSW接头力学性能的影响

采用双轴肩搅拌摩擦焊方法对6005A-T6铝合金型材进行焊接，通过调整工件装配时的错边量来制备不同尺寸的错边接头，并对接头进行拉伸、弯曲、硬度、疲劳和断口扫描试验等，对6005A-T6铝合金焊接接头的力学性能进行了研究。试验结果表明：错边量对铝合金接头的拉伸性能有影响，随着错边量的增大，接头抗拉强度降低，而错边量对接头的弯曲性能和接头硬度影响不大；试件错边量对5 mm厚6005A-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头疲劳性能影响很大，前进侧或后退侧随着错边量的增大，疲劳极限值都会降低，疲劳性能下降。     

激光焊接的裁焊板及其在汽车中的应用

介绍了激光焊接用于汽车裁焊板的新技术。使用裁焊板可以实现汽车部件尺寸和材质的优花配合。与滚压缝焊相比，激光焊接具有焊接质量高、适应性广、生产费用和维护费用低的优点，特别适合进行裁焊板的焊接加工。激光焊接裁焊板的技术问题主要有：采用激光切割坯板方案的可行性、接头的成形性、焊接质量的控制和大板拼接变形的控制。     

基于环形结构光的三维拼缝法矢测量方法分析

三维拼缝焊接中,仅仅依靠示教再现以及预装夹的方法已很难满足焊接精度和质量要求.为了保证焊接质量,提高激光拼焊装备的适应性,需要在焊接过程中调整焊炬姿态,要求焊炬要垂直于焊缝表面,即与焊接点法矢方向一致.为了精确测量三维拼缝法矢,文中设计了三维拼缝法矢测量装置,提出了基于环形结构光采用曲面拟合计算三维拼缝法矢的方法,进行了仿真试验,并和基于条形结构光采用平面拟合的方法对比.结果表明,文中提出的方法具有较高的测量精度,有助于实现焊接过程中焊炬位姿的准确调节.     

激光拼焊板成形性研究

对两各激光并焊板进行了成形研究,考察了激光拦焊板在杯突和拉深试验中的成形特点及焊缝对成形的影响。     

A review on tailored blanks—Production,applications and evaluation

Tailored Blanks is the collective for semi-finished sheet products which are characterised by a local variation of the sheet thickness, sheet material, coating or material properties. With these adaptions the tailored blanks are optimised for a subsequent forming process or the final application. In principle four different approaches can be distinguished to realise tailored blanks: joining materials with different grade, thickness or coating by a welding process (tailor welded blanks), locally reinforcing the blank by adding a second blank (Patchwork blanks), creating a continuous variation of the sheet thickness via a rolling process (tailor rolled blanks) and adapting the material properties by a local heat treatment (tailor heat treated blanks). The major advantage of products made from tailored blanks in comparison to conventional products is a weight reduction. This paper covers the state of the art in scientific research concerning tailored blanks. The review presents the potentials of the technology and chances for further scientific investigations.     

基于多点柔性支撑的钛合金激光焊接变形控制

钛合金带筋壁板类T形结构常见于航空制造领域,其激光焊接工艺已经比较成熟. 但是即便在激光高速焊接过程热输入已经很低,仍然会存在一定的焊后角变形. 由于航空制造的高精度要求,需要施加额外的主动控制以最大限度减小此类角变形. 文中提出并验证了基于可编程多点柔性支撑的主动变形控制方法. 针对传统刚性装夹、预置应力不适应于弱刚性带筋壁板结构的问题,设计了一套以STM32单片机为主控,直线电动推杆为执行机构的多点柔性支撑装置. 结果表明,可在焊接过程实时监测当前支撑位置的受力状态,并进行动态调节,从而达到有效抑制焊接角变形的效果.     

管道焊口间隙量与错边量的激光视觉检测

提出了一种长输管线焊口组对间隙量、错边量的激光视觉检测方法. 首先，搭建了一套可实现圆周焊口轮廓激光视觉自动检测的计算机系统. 通过对采集的激光视觉图像分析，发现了管道焊口间隙量、错边量与激光条纹断点、拐点等图像特征间的相关关系. 其次，将提取的条纹图像通过骨骼化的形态学处理，得到了单一像素宽度的细化条纹. 采用亚像素轮廓坐标检测算法，获得了条纹上离散点的像素坐标. 最后，基于获取的条纹拐点、断点像素坐标和几何对应关系，建立了间隙量与错边量的求取算法. 实际验证结果表明，基于激光条纹特征点像素坐标获取间隙量与错边量的激光视觉检测方法是可行的. 测量结果可满足焊口组对质量评判的需求.     

热塑性塑料PP半导体激光焊接工艺

随着产品轻量化的发展要求,塑料激光焊接以其优良的焊接质量、易于控制、可焊接微小零件等诸多优点成为人们研究的热点.利用波长为808 nm的半导体激光器,采用吸收剂Clearweld对聚丙烯(PP)进行了激光透射焊接,讨论了激光功率、焊接速度、夹紧力和吸收剂等工艺因素对其焊接质量的影响.结果表明,在有夹紧力夹持、且激光光斑大小一定的情况下,焊接热输入存在一个最佳范围以获得良好的焊缝成形和接头强度.     

Optimisation of the composition of KH20N45M3B welding wire

Summary

The main aim of this research is to investigate the suitability of ‘tailored blanks’, fabricated with laser welding technology, prior to forming. It is also a review of their fatigue and corrosion behaviour.

During the experiments, laser-welded joints were performed using different steel/thickness combinations, most commonly used in today's automobile industry. Joints were assessed by metallographic examination, as well as by pressing, fatigue and corrosion tests.

In order to evaluate the suitability of ‘tailored blank’ technology on an actual automotive component, a suspension mounting was produced by joining, using both laser and roller resistance welding, two FePO4 bare steel sheets of different thickness (1.5 and 2 mm).

Fatigue strength of the lighter component has generally produced comparable results to the standard component made in a single thickness (2 mm). This confirms the suitability of ‘tailored blank’ technology to save body weight and optimise material utilisation.     

Superplastically Formed Friction Stir Welded Tailored Aluminum and Titanium Blanks for Aerospace Applications

The purpose of this study was to develop a specialized friction stir welding process for superplastic grade aluminum alloy 5083-SP and titanium alloy 6Al-4V, in thickness of 1.5-4 mm, such that the butt welded nugget would have equal superplastic forming (SPF) characteristics as the parent sheet material. The concept of using tailored blanks for the SPF process is proposed which will allow the joining of multiple pieces to fabricate much larger monolithic components than has been possible in the past. Another benefit of using tailored blanks for SPF applications was found to be a more closely matched blank shape relative to the plan size of the SPF forming die. However, shape of the tailored blanks is critical in SPF of a component. An example of this might be the case where a polygon-shaped blank might work in order to reduce the amount of material used, but a rectangular blank is currently used because a tailor made blank with superplastic joints was not found to be technologically feasible. Upon development of a suitable FSW process for each material, the technology was applied to fabricate full scale test components representing a generic jet engine nacelle Lipskin.     

On-line quality inspection in laser blank welding using ART2 neural network

Laser blank welding is becoming more and more important in the automotive industry and the quality of the weld is critical for a successful application.A fully automated solution is required to inspect the quality of the blanks.This paper presents a vision inspection system with a CMOS camera which uses ART2 network to inspect the defects on-line to obtain the geometry and the quality of the weld seam.The neural network ART2 has the capability of self-learning from the environment. It can distinguish the defects that have been learned before and give new outputs for new defects.So ART2 network is suitable for weld quality inspection in laser blank welding.Additionally,a CO_2 laser is used for the blank butt-welding.