激光摆动焊接工艺参数对不锈钢焊缝成形与气孔率的影响

采用激光摆动焊接实现了5 mm厚1Cr18Ni9Ti不锈钢的焊接,获得成形良好、低气孔率的接头.分析了焊接速度、摆动幅值、摆动频率、摆动形式对焊缝成形和气孔率的影响,从匙孔、熔池流动、气泡逸出的角度揭示了工艺参数影响气孔率的主要机理. 结果表明,对于5 mm厚不锈钢激光摆动焊接,适当提高焊接速度和摆动幅值,更利于减小气孔率;激光摆动频率在100 ~ 300 Hz可以兼顾较低气孔率和较好的焊缝成形;“8”形摆动激光可以获得相对较优的焊缝成形,焊缝气孔率最低,达到2.94%;而线性摆动激光获得焊缝成形最差,气孔率最高,达到19.13%.     

超薄不锈钢端接接头微束TIG工艺特性

针对0.2 mm超薄1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢端接接头进行微束TIG焊,采用连续焊和脉冲焊两种形式,研究焊接电流和焊接速度对焊缝成形及接头的影响。结果表明,接头宽度随着焊接电流的增加而增大,熔透深度也随之增大,有效电流相同的情况下,采用脉冲焊接能够获得更小的接头宽度和更大的熔透深度。接头抗拉力随着焊接电流的增加先增大后减小,采用脉冲焊接有利于提高接头的抗拉力,接头抗拉力最大达到1 070 N,高于连续焊接的950 N。奥氏体晶粒的母材经过焊接后出现了较多的δ铁素体,采用脉冲焊接方法的接头被熔合线分为多层,熔合线处的组织为奥氏体晶粒上分布黑色带状的δ铁素体。     

6061铝合金激光填丝焊接接头组织与性能

以2mm厚6061-T651铝合金的激光填丝焊对接接头为研究对象,利用光学显微镜、SEM、EDS、显微硬度计分析了优化试验条件下焊接接头的显微组织、析出相形态、分布及成分,并测试了接头的显微硬度。分析结果表明,由于激光焊具有能量集中、热输入小的特点,焊缝晶粒细小且热影响区较窄。在焊缝内部,大量条状和颗粒状的析出相均匀分布于其中,对焊缝的力学性能有显著影响。此外,焊后焊缝区的硬度远高于热影响区和母材,这与焊缝中大量析出的增强相、硅硬质点等因素有关。     

船撞作用下斜桩基础动力响应研究

东海大桥100MW海上风电示范项目中风机采用斜桩基础,必须考虑船撞作用。本文利用有限元方法,研究了斜桩基础在船撞作用下的动力响应。模拟不同工况,研究船舶吨位、船舶速度、倾斜角、桩径、桩周土体等因素对桩基的动力响应的影响。研究表明:船舶吨位和船舶速度对斜桩的动力学响应影响最大;桩的倾斜角会影响最大桩项位移,最优倾斜角约为10°;在既定的土质条件下,桩径增大到某一值后,桩基动力响应基本不变;土体较软时,桩身的最大应力较小,但最大桩顶位移较大。因此,进行斜桩设计时,必须在理论分析的基础上,选取合适的倾斜角与桩径。本文研究结果对斜桩基础在考虑船撞作用下的设计和施工有一定参考价值。     

运载火箭贮箱焊接过程多余物控制研究

针对贮箱生产过程的关键环节——焊接,开展焊前激光清洗技术研究,减少焊前表面处理所产生的多余物;同时开展焊后近封闭式打磨技术研究,提升背部焊漏打磨的多余物吸除效果,减少多余物残留。结果表明,焊前激光清洗过程无铝屑及粉尘等多余物产生,且清洗速度在400～600 mm/min时,所获焊缝外观、内部质量良好,且抗拉强度与人工刮削所获焊缝保持一致;焊后近封闭式打磨技术,有效吸除背部焊漏打磨所产生的多余物,打磨后无肉眼可见多余物。     

2024铝合金与SiC_P/Al复合材料搅拌摩擦焊搭接温度场模拟研究

在综合考虑垫板及材料性质随温度变化的基础上,建立了基于流变剪切应力的移动热源模型,并用有限元软件对2024铝合金与SiCP/Al6061复合材料的搅拌摩擦焊搭接温度场进行了模拟。结果表明,模型能够较好地反映异种材料搅拌摩擦焊搭接在搅拌针下压阶段、预热阶段和行走阶段的温度场特征。     

超大厚度5A06铝合金板搅拌摩擦焊缝性能及组织分析

采用双面焊接方法成功实现了105 mm厚度5A06铝合金板的搅拌摩擦焊接,并分析了焊缝的力学性能与微观组织。确定的最佳工艺参数:旋转速度600 r/min,焊接速度20 mm/min时,获得了良好的焊缝组织,焊缝的抗拉强度达到318.3 MPa以上,强度系数超过93.6%,延伸率达到11.0%以上;焊缝分为焊核区、热力影响区、热影响区三个区域,其晶粒、组织形态存在明显差异。由于厚度方向的温度梯度较大,厚度方向的晶粒组织有较大差异,越靠近焊缝表面组织越为粗大、疏松,搅拌针底部的焊缝组织致密、细小。     

基于Labview的激光焊接多点热循环曲线测量技术研究

测量焊接过程的热循环循环曲线对于进行焊接冶金分析和应力分析意义重大。由于激光焊接近缝区温度变化极快,且热源快速移动,对测量的仪器和系统提出了很高的要求。基于Labview软件和USB数据采集卡,选用高精度、快速响应热电偶,建立了激光焊接接触式测温系统。实现了冷端温度的实时补偿和激光焊接过程中多点热循环曲线的测量,系统能满足激光焊接热过程快速响应的要求,获得了准确的测量结果。     

6061-T6铝合金微搅拌摩擦焊工艺

以0.8 mm厚6061铝合金微搅拌摩擦焊对接过程为研究对象,采用专用搅拌工具,通过温度场模拟进行工艺参数预选,研究了无倾角微搅拌摩擦焊的工艺参数对接头力学性能的影响,确定了与所设计微搅拌工具相匹配的工艺参数窗口;并采用光学显微镜、SEM扫描电镜对接头的微观组织、断口的形貌进行观察. 结果表明,在焊接速度为300 mm/min、转速14 000 ~ 24 000 r/min时,可以获得力学性能优越的焊接接头,抗拉强度均可达母材的70%以上;微搅拌摩擦焊缝微观组织的热影响区与传统搅拌摩擦焊相比,仅部分晶粒发生长大,仍有部分晶粒与基体保持一致无明显变化.