某核级空心叶片自动焊装置及试验

采用机器人自动焊方法对核级空心叶片进行焊接试验,并与手工焊进行对比,分析了焊接接头的微观组织和硬度分布,优化了自动焊接工艺参数.组建自动焊智能焊接系统,设计了仿形体结构工装夹具,与多变位机工位联动搭建自动焊生产线,完成空心叶片试验件的试制,通过试验验证其生产效率较传统手工焊接提升1倍.通过焊接数值模拟分析研究了空心叶片焊接位置和分段焊方案,并与实际叶片焊接进行对比分析,结果表明,自动焊焊接变形趋势与实际焊接过程基本一致,焊缝成形良好.通过研究空心叶片自动焊系统,可以提高核电五级空心叶片焊接的经济性和可靠性,更好地满足产品质量要求,具有较大工程应用价值.     

焊接变形与基于SYSWELD的焊接力学数值模拟

汽轮机焊接一直受到由于焊接残余应力和变形所导致的产品成本高、生产效率低等问题的困扰,研究焊接残余应力和变形具有重要的工程实际意义.利用SYSWELD有限元软件完全实现了机械、热传导和金属冶金的耦合焊接计算,既考虑晶相转变又考虑了同一时间晶相转变潜热和晶相组织对温度的影响.分析空心叶片的结构特点和焊接变形原因,利用有限元软件SYSWELD对核电空心叶片的焊接进行了实时三维数值模拟,获得了焊接温度场、焊接残余应力分布及变形,并定性分析了模拟计算结果,为核电空心叶片的七段焊接方法提供理论依据.     

基于激光视觉焊缝跟踪的空心叶片自动焊研究

针对自主核电空心叶片的手工电弧焊劳动强度大、焊接质量不稳定、生产效率低及成本高的问题,采用了一种激光视觉焊缝自主跟踪的自动化焊接方法。针对焊接多型号、大批量空心叶片激光示教焊缝跟踪不稳定、寻位不准确以及叶片焊接变形大的影响因素进行研究,修正了焊缝跟踪的激光视觉模型,优化了焊接程序和工艺参数,改进了激光器固定支架结构及工装设备。结果表明:自动焊激光视觉跟踪系统运行稳定,焊接空心叶片的生产效率提升44.5%,焊缝成形美观、可靠,更好地保证了产品质量,具有广阔的市场应用前景。     

空心阴极真空环境焊接研究进展

空心阴极真空弧方法能够在低气压条件下形成电弧放电,作为一种真空焊接或太空焊接的工艺方法已经引起了国内外的研究.文中综述了空心阴极真空弧焊技术的研究进展,从真空弧的热物理性能、焊接工艺等方面归纳分析了空心阴极真空弧焊过程产生机理的研究现状,介绍了空心阴极真空弧焊的基本特征以及焊接工艺性能,对于进一步揭示空心阴极真空弧焊接机理及控制焊接质量具有重要意义.     

基于侧边基准面标定的叶片型面光学检测

叶片型面精度直接影响其工作性能和使用寿命,高效和精确的叶片型面检测对其质量控制至关重要.对此,建立了一套面向叶片型面精度测量的四轴光学检测系统,提出了一种基于叶片侧边基准面快速标定其回转轴线的型面光学检测方法.该方法可在不引入外部标定物的情况下,完成叶片型面的快速测量与重构.该方法测得实验数据与三坐标机检测数据相比,其...     

科技动态

HRLJ-1型可调拘束焊接热裂纹试验机鉴定会在北京召开由冶金部钢铁研究总院研制的HRLJ-1型可调拘束焊接热裂纹试验机,经两年试用,于1982年9月6～7日在北京召开鉴定会。会议由冶金部军工办组织,邀请了天津大学等20个大专院校和科研单位的代表参加了鉴定会。会上,由冶金部钢研院全面介绍了试验机的性能和典型试验实例分析。测试小组对试验机性能提出了测试报告。经与会代表认真讨论提出了如下鉴定意见: 1.该试验机是我国第一台自行研制成功的Varenstraint型可调拘束焊接热裂纹试验     

锥束CT在涡轮空心叶片残芯检测中的应用

建立带有残芯的涡轮空心叶片X射线投射模型,分析了X射线透射空心叶片的残芯检测原理。使用300kV工业锥束CT系统对某空心叶片进行透射成像,通过三维重建技术得到空心叶片的精准三维数据,可以清晰观测空心叶片残芯的位置及大小,其检测效果优于X射线照相法。结果表明,300kV工业锥束CT系统可以满足对涡轮空心叶片的残芯检测需求。     

车辆螺柱的感应钎焊工艺研究

为了解决传统的车辆螺柱连接工艺效率低、质量差的问题,本文提出感应钎焊的工艺方法焊接螺柱和母材.设计了实心螺柱和空心螺柱的焊接工艺,并按照设计的工艺过程对螺柱进行焊接试验.通过接头宏观力学性能测试和微观金相分析,研究了焊接时间对接头性能的影响,从而得到实心、空心螺柱合理的焊接工艺参数.     

复杂空心定向涡轮叶片高强度型芯技术研究

针对复杂空心定向涡轮叶片精密铸造技术需求,在前期研究基础上,研究了陶瓷粉料级配技术、型芯成型工艺、型芯焙烧工艺、型芯低温强化工艺,制备出满足高推重比发动机空心涡轮叶片浇注要求的陶瓷型芯材料。该材料应用后,某型航空发动机高压涡轮定向空心无余量工作叶片合格率达60%以上,解决了航空发动机定向空心叶片精密铸造行业技术瓶颈。     

转子钎焊缺陷的相控阵超声检测

牵引电机转子的钎焊质量是保证电机可靠运行的关键,通过设计相控阵超声检测牵引电机转子端环导条焊接缺陷的设备、工装和检测方法,对牵引电机转子进行检测,并对结果进行对比分析,制定出了该型转子焊接质量的检测规范。     

空心铝球的电子束焊接

铝合金的可焊接性较差,熔焊时易产生裂纹和气孔等缺陷,理论分析了缺陷产生的原因.真空电子束焊接独特的优点可以解决铝合金的焊接难题.空心铝球的焊接更有特殊性,采用真空电子束焊接比激光焊接更为有利.主要探讨了工件的精度、清洁处理、工装夹具、焊接范等因素对焊接质量的影响,并分析了焊接结果.     

空心阴极真空电弧焊接工艺及熔化特性分析

设计加工了空心阴极真空电弧焊枪,以Q235钢为例,试验研究了工艺参数对空心阴极真空电弧焊接熔化深度的影响规律,分析了熔化特性.结果表明,与TIG焊接接头相比,空心阴极真空电弧焊缝熔化深度显著增加,热影响区窄;空心阴极真空电弧在低气体流量、大电流时具有收缩型电弧形态;低气体流量时空心阴极真空电弧电压较高;随着气体流量的降低及焊接电流的增加,空心阴极真空电弧的焊缝熔化深度、宽度及深宽比增加,焊缝表现为深熔化特征的中心熔化型焊缝形貌;一定气体流量下,阴极与阳极之间的放电距离对空心阴极真空电弧焊缝熔化深度的影响不显著.     

双联整铸定向空心涡轮导向叶片铸造工艺研究

对具有双联整铸、空心气冷、定向柱晶结构特点的涡轮导向叶片的精密铸造工艺进行了研究。结果表明,在模具设计与制造中可实现叶片蜡模组焊整铸式的结构形式,通过组焊工装既可实现单联叶片蜡模的焊接,又能满足焊接后各单联叶片的相互位置要求;通过合理的浇注系统设计及定向凝固工艺参数的选定,解决了双联叶片定向柱晶生长难题;采用三坐标测量机实现了双联叶片型面、流道点、弯扭控制点及喉道面积的自动化控制及测量。     

空心钨极焊接关键技术问题及发展现状

简要介绍了大气环境和低真空环境下空心钨极电弧特性及其焊接特点,概述了空心钨极同轴激光复合焊接、同轴电子束复合焊接及同轴填丝焊接技术特征及研究现状,分析了空心钨极同轴填丝焊接"高效焊接"与"优质成形"有机融合的独特技术特征。评述了空心钨极焊接技术工程化应用面临的挑战,指出该技术的进步将在很大程度上取决于研究者在以下关键科学与技术问题上能够取得突破性成果,从电弧稳定性和焊接冶金角度出发提出空心钨极焊枪优化设计新思路;空心钨极及同轴复合热源焊接电弧稳定燃烧边界条件及调控措施;空心同轴填丝焊接焊丝稳定熔化与熔滴过渡过程的协同调控;非平衡凝固过程中焊缝相变为及显微组织演化规律。     

空心涡轮叶片中残芯的定量评价

航空发动机空心涡轮叶片的铸造成形过程中的每个步骤都需要极其严格的质量控制,残芯评价也是必不可少的环节.基于浸泡法深入研究空心涡轮叶片中残芯的结构特征及其中子检测能力.结果表明:冷中子照相可以清晰分辨0.2 mm厚、经Gd元素标记的残芯,这种高灵敏度检测特性取决于残芯所吸收Gd元素的含量,与残芯的疏松多孔性、浸泡溶液的可...     

定向凝固过程中型芯型壳温度场数值模拟

以空心涡轮叶片作为典型件,开展了定向凝固过程中叶片、陶瓷型芯和陶瓷型壳温度场的数值模拟研究,分析了陶瓷在定向凝固过程中的膨胀特点,对空心叶片铸造过程中陶瓷型芯的定位进行了设计。     

熔焊

20093106小孔等离子弧焊接能量分配及损失分析/董晓强…//电焊机.-2008,38(12):77~79通过公式计算对小孔等离子弧焊的等离子弧功率损失进行分析。等离子弧在焊接过程中的功率损失包括等离子弧通过喷嘴的功率损失、喷嘴出口到小孔的等离子弧功率损失、等离子弧穿过小孔的功率损失等。通过定量计算,研究了等离子弧在焊接过程中的功率损失以及在穿孔焊接过程中形成小孔所需要的等离子弧功率大小等问题。图2参720093107空心螺柱旋弧焊接方法/王克鸿…//焊接学报.-2008,29(12):101~103,108基于纵向发散型磁场迫使电弧沿螺柱壁旋转的思路,提出了空心螺柱旋弧焊接新工艺。针对外径12mm、壁厚3mm的空心螺柱,实现了螺柱焊电弧绕螺柱四周壁的均匀旋转。焊接工艺试验表明,旋弧螺柱焊工艺参数明显大于同外径实心螺柱,焊接工艺有较大的规范窗口,但相对实心螺柱窗口变窄,最佳旋弧电流参数范围为1~2A,焊接时间为600~700ms,焊接电流为800~900A。接头性能检测表明,旋弧螺柱焊获得了饱满美观的螺柱焊成形,宏观组织检测未发现未熔合、夹渣、气孔等焊接缺陷,界面焊合率达到了100%,接头强度可保持在330...     

熔焊

20093106小孔等离子弧焊接能量分配及损失分析/董晓强…//电焊机.-2008,38(12):77~79通过公式计算对小孔等离子弧焊的等离子弧功率损失进行分析。等离子弧在焊接过程中的功率损失包括等离子弧通过喷嘴的功率损失、喷嘴出口到小孔的等离子弧功率损失、等离子弧穿过小孔的功率损失等。通过定量计算,研究了等离子弧在焊接过程中的功率损失以及在穿孔焊接过程中形成小孔所需要的等离子弧功率大小等问题。图2参720093107空心螺柱旋弧焊接方法/王克鸿…//焊接学报.-2008,29(12):101~103,108基于纵向发散型磁场迫使电弧沿螺柱壁旋转的思路,提出了空心螺柱旋弧焊接新工艺。针对外径12mm、壁厚3mm的空心螺柱,实现了螺柱焊电弧绕螺柱四周壁的均匀旋转。焊接工艺试验表明,旋弧螺柱焊工艺参数明显大于同外径实心螺柱,焊接工艺有较大的规范窗口,但相对实心螺柱窗口变窄,最佳旋弧电流参数范围为1~2A,焊接时间为600~700ms,焊接电流为800~900A。接头性能检测表明,旋弧螺柱焊获得了饱满美观的螺柱焊成形,宏观组织检测未发现未熔合、夹渣、气孔等焊接缺陷,界面焊合率达到了100%,接头强度可保持在330...     

基于ProCAST的大型复杂空心叶片精铸的数值模拟

重型燃气轮机的叶片尺寸厚大,形状复杂,叶身部位为空心的曲面薄壁结构,铸件极易出现缩孔、疏松缺陷.为改进其工艺方案,利用铸造模拟软件ProCAST对大型复杂空心叶片铸件铸造过程的温度场、流场及固相分数的分布情况进行了模拟,对大型复杂空心叶片的型壳预热温度进行了优化;通过采用980℃的高温型壳预热,实现了大型复杂薄壁叶片的顺利充型.模拟结果预测的缩孔、疏松形成的位置与实际浇注结果十分吻合,采取改进措施后,铸件一次浇注成功,消除了缩孔、疏松缺陷.     

重型燃气轮机空心导向叶片精密铸造工艺

导向叶片是内腔结构复杂的空心叶片,是重型燃气轮机的核心部件之一。从陶瓷型芯的研制、铸件尺寸控制、铸件冶金质量控制等方面论述了该叶片铸件的精密铸造工艺过程。结果表明,型壳预热温度在900~1 080℃,浇注温度在1 420~1 550℃,并且控制浇注时间在4~10s,可以生产出合格铸件。