水蒸气保护焊短路过渡动态过程研究

在测定了水蒸气作为保护气体时的电弧物理特性参数的基础上,对水蒸气保护焊下短路过渡的动态过程进行了模拟,模拟结果与实验结果相吻合,随着电源电压与电感值的升高,短路过渡形式由燃弧－－熄弧－－短路－－燃弧,向燃弧－－短路－－燃弧过渡,研究了电源电压、电感和送丝速度等焊接参数对短路过渡动态过程的影响,把电弧过程呈燃弧－－熄弧－－短路－－燃弧交替进行,并且熄弧时间最短,短路频率最高作为研究目标,找出此条件下具体的电源电压与电感值及其关系,为制定焊接规范提供依据。     

电弧磁偏吹的产生及控制

为了研究变极性脉冲熔化极惰性气体保护焊在焊核薄板时焊丝的受热机理以及熔滴过渡时的电弧形态与受力过程,搭建了熔滴过渡过程与焊接电信号的同步采集实验平台,对应分析了焊接电流与熔滴长大及脱落过程,得到了电流波形与熔滴过渡状态的匹配关系.通过分析不同阶段熔滴受力状态及其对熔滴过渡的影响,得到了固定频率条件下各阶段的时间配比对熔滴过渡形态的影响.通过调节工艺参数实现了一脉一滴的熔滴过渡过程,得到了均匀稳定的焊缝.分析了熔滴脱落形态,研究了熔滴各特征尺寸.结果表明电信号不同波段持续时间对熔滴尺寸有明显影响.

     

工艺参数对堆焊熔敷成形极限倾角的影响规律

为了研究堆焊熔敷成形的极限倾角及送丝速度和堆焊速度对其的影响规律,采用MIG堆焊熔敷工艺进行单道多层成形试验,从焊缝形状变化及熔滴过渡方式的角度研究分析了成形极限倾角与工艺参数之间的关系.结果表明：极限倾角的大小主要由堆焊电流的大小决定并与成形焊缝形状有关,工艺参数对极限倾角的影响主要是通过改变堆焊电流、进而改变熔滴悬空部分所受力的平衡来实现的;在沿焊道方向上成形极限倾角为45°,且不受送丝速度和堆焊速度变化的影响.在垂直于焊道方向上,极限倾角随送丝速度的增大总体上呈减小趋势,随堆焊速度的增大呈先增大后减小趋势,当堆焊速度在18~21 mm/s时有最大值50°     

VP PMIG焊接电弧及熔滴过渡控制

针对熔滴过渡难以控制的问题,基于高速摄像技术研究了VP PMIG焊接电弧及熔滴过渡现象.研究过程显示,控制好VP PMIG焊接过程,选择合适的焊接参数,可形成稳定的电弧和熔滴过渡现象;电弧EN极性时电弧上爬,阴极斑点包围焊丝端而呈现亮区;控制EN极性的电流及时间,可形成合适的对焊丝的熔化作用,但是不形成熔滴过渡现象,因为EN极性期间电弧力不利于熔滴过渡.研究结果表明：EN极性与EP极性电流变换过程有利于降低电弧等离子流力及电弧对焊接熔池的作用力;控制电弧EP极性脉冲电流可形成稳定的一周一脉一滴的熔滴过渡过程     

带极堆焊中的电弧磁控技术研究进展

带极堆焊包括埋弧焊和电渣焊两种焊接形式，已为广泛应用于改善设备的的耐腐蚀、耐磨蚀性能。为了提高生产效率，往往需要采用较大的焊接电流或较宽的带极。然而，这极易导致电弧偏吹、熔深加大及焊道成形不良等缺陷。国内外对带极堆焊中磁控技术的研究发现，利用外加磁场可以有效地减小熔深、改善焊道成形。分别对带极埋弧堆焊和电渣堆焊两种情况下外磁场对焊接质量的不同影响进行了讨论。并指出，带极埋孤堆焊时施加振荡磁场，通过电磁搅拌作用可以有效地成小焊缝金属的稀释率及腐蚀速率，并且这种磁控电弧在保征一定稀释率的前提下允许采用更大的焊接电流，以提高生产效率，且不影响焊接质量。在带极电渣堆焊时，则可利用外加磁场来改变溶池上的磁场分布和熔渣、熔池金属的流向，从而有效地抑制了堆焊中的咬边及焊道成形缺陷。     

利用功率比指数对气体保护焊熔滴过渡模式的实现

利用焊接质量分析仪采集气体保护焊焊接过程中瞬时电流和电压波形特征，对测的数据进行数学统计，提出电源功率比率指数的概念。利用此指数能够定性指出熔滴过渡模式，从而实现在线监测和控制金属熔滴的过渡模式，实现良好的焊接质量。     

焊接规范参数对带极堆焊电弧发生率的影响

采用焊接电压波形分析法，对影响宽带极（７５ｍｍ）电渣堆焊和高速带极堆焊电弧发生率的因素及其变化规律进行研究。     

86CrMoV7支承辊堆焊焊条堆焊工艺及性能的研究

研究了一种用于86CrMoV7钢支承辊修复的耐磨堆焊焊条。工艺试验表明,采用打底焊过渡层的方法可有效防止堆焊时出现裂纹,金相显微分析表明,研制的支承辊堆焊焊条的堆焊合金组织是马氏体基体和少量碳化物,性能测试结果表明,堆焊层的平均硬度在HRC52左右,满足86CrMoV7钢支承辊材料的硬度要求,耐磨性远大于86CrMoV7支承辊材料,是其耐磨性的36倍,可用于支承辊的修复堆焊。     

75mm宽带极电渣堆焊工艺研究

利用微机控制的带极堆焊设备，进行了７５ｍｍ×０．４ｍｍ宽带极电渣堆焊（ＥＳＷ）工艺及焊道质量控制的研究。找到了影响焊道几何形状和稀释率的因素及其影响规律，得到了最佳工艺规范参数。利用这一最佳工艺规范参数进行了堆焊，并对焊道性能进行了测试，结果表明焊道性能满足ＥＳＷ法的要求，能够获得优质堆焊焊道。     

自保护药芯焊丝立向下焊接熔滴过渡观察与分析

采用高速摄像方法对自保护药芯焊丝的熔滴过渡进行了观察分析发现,自保护药芯焊丝立向下焊接时的熔滴过渡模式为短路过渡、弧桥并存过渡、爆炸过渡和颗粒过渡,弧桥并存过渡是其主要过渡形态.弧桥并存过渡形态包含弧桥并存爆炸过渡和弧桥并存表面张力过渡,前者的主要特征是桥的爆炸,后者则是液相桥和熔池接触,熔滴金属通过表面张力的作用进入熔池.随着电流增加,熔滴尺寸减小,过渡频率增大,弧桥并存过渡和爆炸过渡增加,短路过渡减少.     

堆焊工艺参数对焊缝质量和合金过渡的影响

在堆焊过程中,合金元素过渡的多少和焊缝质量的好坏是影响堆焊层的成分、组织结构和使用性能的主要因素,它直接决定着工件的使用寿命和贵重合金成分的利用率。本文主要阐述了焊缝成型和合金过渡的影响因素和控制措施。     

基于人工神经元网络的MAG焊熔滴过渡模型

采用新型的脉动送丝机构是解决恒定直流ＭＡＧ焊稳定射滴过渡的有效途径,应用该机构采用人工神经元网络建立了熔滴过渡模型。应用该模型计算获得的熔滴尺寸与实际情况吻合,模型的准确性得到了很好的验证。     

双金属活塞堆焊工艺参数研究

在灰口铸铁液压油缸活塞基体外圆用火焰堆焊Cu合金的研究过程中，采用正交试验法得出堆焊工艺参数。对影响焊接质量的因素预热温度T、火焰气氛性质Q及焊材中的Al含量和Fe含量进行分组试验。在堆焊层的缺陷敏感性上具体考查熔舍、裂纹、白口、气孔、夹渣等5项指标；在机械性能上考查抗拉强度与硬度2项指标。通过综合考虑缺陷与硬度2项指标以确定该工艺的工艺参数匹配关系与选择范围。     

激光堆焊工艺对堆焊层组织性能的影响

在45钢的基体上,选用不同的激光功率、扫描速度、送丝速度等,用专用焊丝进行堆焊处理,结果表明当速度不变时,激光功率增加,其热影响区变大,组织由细变粗,硬度增加;当其它条件不变时,随着扫描速度的增加,堆焊层的稀释率下降,硬度增加,随着送丝速度的增加,堆焊层的组织均匀分布,硬度先增加,后下降.     

激光-电弧复合焊接高强钢的性能

为了研究焊接参数对激光-电弧复合焊接性能的影响,采用了2 k W光纤激光器和MAG(熔化极活性气体保护焊)复合焊接780 MPa高强钢板,通过高速摄像机观察了熔滴过渡形式及激光(或电弧)先导的等离子体形态,研究了激光(或电弧)先导的特性、激光与电弧间距离、离焦量、MAG电流和熔滴过渡形式对激光-电弧复合焊接性能的影响.结果表明,电弧先导的焊缝成形更好;等离子体不仅影响焊缝形状,而且影响激光-电弧间最佳距离;激光与电弧间距对熔宽的影响较小;焊接电流影响焊缝形状和熔深,随着焊接电流的增加,熔深增加,当离焦量为-2 mm时熔深最大.     

脉冲磁场作用下GMAW电弧动态过程分析

针对熔化极气体保护焊短路过渡焊接过程不均匀、电弧稳定性差、飞溅较大且焊缝成形欠佳的缺点,建立了横向脉冲辅助磁场,使其作用于短路过渡焊接过程的熔滴短路时刻,根据短路过渡周期T_c及变异系数CV,优化了辅助磁场MIG/MAG焊接工艺参数.实验表明:当脉冲磁场持续时间t_on取值为特定焊接参数下短路时间T₁的统计平均值时,短路过渡周期趋于均匀,电弧短路过渡周期T_c及变异系数CV降低,短路过渡液桥加速断开,短路峰值焊接电流降低,从而使短路过渡末期能量积累以及电爆炸飞溅几率降低,并且使熔滴过渡过程稳定.     

矫直辊堆焊修复的工艺研究

针对矫直辊堆焊修复进行了研究分析,确定了堆焊工艺和焊丝(剂),成功地利用堆焊技术对失效的矫直辊进行了修复,节省了大量贵重金属材料、提高了产品力学性能,降低了制造成本,缩短了生产周期,带来了显著的经济效益。     

等离子堆焊工艺对新能源柴油机气阀机械性能的影响

采用等离子堆焊技术在42CrMo合金结构钢基体制备不同热输入条件下的Colmonoy56 SPL粉末合金堆焊层,通过金相显微镜、扫描电镜、硬度测试等手段对合金层的微观组织、成分、稀释率、洛氏硬度、显微硬度进行分析.结果表明：合金层主要由3种相组成,分别是γ-Ni基体相、富Cr的碳化物相、菊花状的共晶组织相;不同热输入条件下合金层的稀释率、微观组织存在差异,不同相的单相显微硬度差异明显,共晶组织的相比例影响合金层宏观洛氏硬度,随着共晶组织相比例的增大,合金层硬度呈减小的趋势.     

药芯焊丝CO2气保护焊在不同规范下的测试分析

通过汉诺威焊接质量分析仪和高速摄影同步测试分析,比较了日本产药芯焊丝DW-100在24.7 V/210 A,30.o V/260 A和20.o V/278 A三种焊接规范下焊接过程中的电参数变化、熔滴过渡形态.等物理现象.结果表明,DW-100焊丝在30.0 V/260 A情况下可以获得比较理想的焊接性能.