工艺参数对AZ31镁合金激光-MIG复合焊缝成形的影响

系统研究激光功率、电弧电流和热源间距对10 mm厚AZ31镁合金激光-MIG (Metal inert gas) 复合焊接工艺稳定性和焊缝成形的影响规律.结果表明:实现最大激光-电弧协同效应的最优热源间距为3 mm;复合焊接熔深决定于激光功率;MIG电弧电流对焊缝宽度有显著影响,但是对焊接熔深影响有限;在优化的工艺参数下,激光-MIG复合焊接能够有效消除镁合金激光焊缝中存在的表面成形缺陷,焊接速度提高50%;与MIG焊接相比,复合焊接熔深提高近10倍,电弧燃烧和熔滴过渡稳定性大幅度提高;因而激光-MIG复合焊接是镁合金焊接的一种有效方法.     

电场提高激光-TIG复合焊熔深的机制

通过对比电场对单激光和单TIG焊接电弧在镁合金板材上堆焊熔深的影响,分析了外加电场对激光-TIG复合焊熔深的影响机制.同时通过研究在不同激光功率、不同TIG电流强度下电场的作用效果,对该机制进行了验证.结果表明,外加电场对激光-TIG复合焊熔深的作用是通过对激光小孔内等离子中带电粒子运动的控制来实现的.外加电场使小孔内电子向小孔底部运动时,可以增加焊接熔深;激光功率越大,外加电场增加熔深效果越明显;增大TIG焊接电流,削弱外加电场对熔深的增加作用.     

镁合金活性焊丝TIG焊

选择单一成分的常见化合物作为活性剂,涂敷于焊丝表面形成活性焊丝,并进行TIG填丝焊接试验.结果表明,在镁合金活性焊丝TIG焊接过程中,活性剂仍能起到增加焊接熔深的作用.氯化物活性剂对熔深的增加效果最为明显,熔深较普通焊丝增加最大可达3倍以上.研究发现对镁合金TIG焊熔深增加效果好的活性剂的沸点集中于900℃附近区间.用活性焊丝焊接时熔滴与熔池金属的融合能力变差,填丝性能较普通焊丝相比有所降低.     

金属单质活性剂对镁合金A-TIG焊的影响

以4种金属单质镉、锌、钛和铬作为镁合金A-TIG焊的活性剂,分析了不同金属单质对焊缝形貌、电弧形态及电弧电压的影响.结果表明,与常规TIG焊相比,镉和锌活性剂均增加焊接熔深,钛活性剂对焊接熔深不起作用,铬活性剂反而减少焊接熔深;涂敷镉和锌时,焊接过程中电弧形态收缩,电弧电压增加;涂敷钛和铬对电弧形态和电弧电压基本没有影...     

金属氯化物A-TIG焊熔深作用机理

以KCl,MnCl2和ZnCl2三种金属氯化物为活性剂,在镁合金、铝合金及Q235钢表面进行交流A-TIG堆焊试验,从元素第一电离能的角度,研究了这三种活性剂对不同材料焊接熔深的影响规律,探讨了金属氯化物影响熔深的作用机理.结果表明,A-TIG焊过程中,氯化物中的金属元素能够进入电弧导电空间,并影响电弧状态,焊接熔深与活性剂中金属元素的第一电离能密切相关.金属氯化物对不同材料熔深的影响规律相同,均随着活性剂中金属元素第一电离能的增加呈现先增加后降低的趋势.     

镁合金活性焊与活性焊丝焊接电弧光谱对比分析

以TiO_2和CaCl_2为活性剂,研究了传统活性焊以及活性焊丝焊接中熔深的增加作用,并分析了焊接过程中的电弧光谱行为。结果表明,采用传统活性焊方法以及活性焊丝焊方法均可以显著增加镁合金TIG焊的熔深,不同种类的活性剂增加熔深的效果不同,并且活性剂所处的位置不同,其增加熔深的效果也不相同。当使用TiO_2活性剂时,不管是涂敷在母材表面,还是涂敷在焊丝表面,均没有观察到其一次离子的谱线。而在活性焊丝焊接电弧中,观察到了Ca元素的一次离子的谱线,说明CaCl_2活性剂主要通过影响焊接电弧来增加焊接熔深,而TiO_2,活性剂增加焊接熔深的机理主要是影响熔池行为,对焊接电弧作用较小。     

镁合金活性TIG焊焊接接头组织特征分析

对活性化焊接(A-TIG)方法在镁合金焊接中的应用进行了初步的探讨。选取TiO2作为活性剂，研究了单一活性剂TiO2对镁合金焊接后微观组织的影响。试验结果表明，涂敷单一活性剂TiO2可以使焊缝熔深比常规的TIG焊增加2倍。与未涂敷活性剂的焊缝相比，涂敷TiO2活性剂可以增大焊接的熔深，减小熔宽。     

镁合金的活性电弧焊接

在不同的电流条件下,研究了9种常见氧化物、氟化物、氯化物活性剂在镁合金交流氩弧焊及变极性等离子焊弧中的行为.结果表明:活性剂TiO2、Cr2O3、AlF3、NiCl2、CdCl2、ZnCl2、MgCl2使镁合金交流氩弧焊焊缝熔深增加;MgF2、SiO2使镁合金交流氩弧焊焊缝熔深减小;TiO2、SiO2、Cr2O3、AlF3、NiCl2、CdCl2使镁合金变极性等离子弧焊焊缝熔深增加;MgF2、ZnCl2、MgCl2使镁合金变极性等离子弧焊焊缝熔深减小;活性剂对镁合金交流氩弧焊焊缝熔深增加的作用大于对镁合金变极性等离子弧焊的;电弧收缩是活性剂使得镁合金电弧焊焊缝熔深增加的原因之一;活性剂的加入使得焊缝的晶粒比未涂敷活性剂时粗大.     

氯基活性剂对镁合金焊接接头成形及性能的影响

为了明确氯化物基活性剂对AZ91变形镁合金TIG焊接头成形及组织性能的影响,采用MgCl_2、CdCl_2、NiCl_2、CaCl_2作为活性剂,研究A-TIG焊后,不同组元状态下镁合金焊接接头的熔深、熔宽、金相组织及性能。结果表明:涂敷单一活性剂时,在最佳涂敷量下,焊缝的熔深都有所增加,其中NiCl_2增加熔深的效果最为明显,是无活性剂时的3.14倍;在最佳单一活性剂和最佳配方复合活性剂状态下,焊缝的硬度波动不大,微观相组成无变化。     

活性剂对3003铝合金直流A-TIG焊的影响

对3003铝合金进行直流A-T1G焊接试验,选用卤化物NaC1、CaF2和氧化物SiO2、MnO2、TiO2作为活性剂,分别研究了单一组元和多组元表面活性剂对焊接熔深、焊缝成形以及接头组织的影响.结果表明:在进行铝合金直流TIG焊时,在焊缝表面涂敷一定成分活性剂能够增加焊缝熔深,改善焊缝质量,提高焊接生产率.总体来看,除NaC1增加熔深有限外,其余活性剂普遍增加熔深1倍以上.多组元配方活性剂增加熔深效果好于单组元活性剂,其中PS5活性剂熔深增加3倍以上,且焊缝成形良好,未见裂纹、气孔、夹渣等缺陷.分别对TIG焊和A-TIG焊接头组织进行观察,A-TIG焊较TIG焊的焊缝组织明显细小,而活性剂对焊接热影响区的平均晶粒度影响不大.     

活性剂对镁合金交流A-TIG焊的影响

分别以单质Te,Ti和Si,氧化物SiO2,TiO2和V2O5,卤化物MnCl2,CdCl2和ZnF2作为表面活性剂进行了镁合金交流A-TIG焊,研究了活性剂对焊缝成形和组织的影响规律.Te粉,ZnF2和CdCl2都能明显增加熔深,其中Te粉使熔深达到传统TIG焊的1.6倍,焊缝深宽比达到0.43.Ti粉对焊缝熔深熔宽几乎没有影响.V2O5,SiO2,TiO2,MnCl2和Si粉都使得焊缝熔深熔宽减小.在三种明显增加熔深的活性剂中,Te粉和ZnF2都使得焊缝组织晶粒细化,而CdCl2使得焊缝组织晶粒略有粗化.结果表明,活性剂增加镁合金ATIG焊熔深主要与活性剂粒子和电子复合导致电弧收缩有关.     

活性剂对镁合金TIG焊接熔深的影响

根据最大熔深时TiO2,Cr2O3,CdCl2和ZnCl2活性剂中元素在焊缝中的分布分析了熔池的流动情况,在此基础上对上述4种活性剂对镁合金交流TIG焊接熔深的影响进行了研究．结果表明,这4种活性剂均可增加焊缝熔深,活性剂的涂敷量均有一个饱和值．加大涂敷活性剂后不同程度的改变了熔池中Mg,A1元素的分布．涂敷CdCl2,ZnCl2后在焊缝中没有观察到活性剂元素,而涂敷TiO2,Cr2O3后在焊缝中观察到了Ti,Cr,O元素,氯化物活性剂增加熔深的机理主要是活性剂与电弧的相互作用,氧化物活性剂增加熔深的机理主要是活性剂与熔池金属的相互作用．     

氧化物复合活性焊剂对聚焦光束焊接熔深的影响

研究了复合成份活性焊剂对于低碳钢聚焦光束焊接熔深的影响规律以及焊剂增加熔深的原因.结果表明,复合焊剂的配比是熔深增加量的最显著影响因素,并由此对配比进行了优化.在该配比下,复合焊剂增加熔深的效果优于单一成分活性焊剂.采用焊接热循环曲线检测系统,获得母材热影响区某点在焊接过程中的峰值温度.在母材不熔化状态下,比较涂敷焊剂和不涂焊剂时的峰值温度的变化,可知活性焊剂有效地增加了对光束的吸收率;在母材熔化状态下,比较焊剂涂敷量对测量点的峰值温度和熔深的影响规律发现,活性焊剂有改变熔池流动模式的作用.在聚焦光束活性焊接过程中,焊剂导致熔深增加的原因是焊剂对光束吸收率的提高以及焊剂改变了熔池的流动模式.     

表面活性剂对铝合金直流正接A-TIG焊熔深的影响

试验利用铝合金直流正接A-TIG焊分别以CaF2、TiO2、SiO2和自行研制的AF305铝合金A-TIG焊活性剂作为试验用表面活性剂，研究了表面活性剂对焊接熔深的影响，初步分析了表面活性剂增加铝合金A-TIG焊熔深的机理。发现焊接熔深变化随活性剂的不同而不同，并且与焊接电压变化一致。认为热输入变化是影响熔深变化的重要因素，尤其对于SiO2，焊接熔深与熔宽同步变化，热输入增加是熔深增加的主要因素。     

TIG焊活性剂对焊缝成形的影响

活性化焊接（A－TIG焊）在90年代末期受到国外的高度重视，同传统的TIG焊（钨极惰性气体保护电弧焊）相比，在相同的规范下活性化焊接能够大幅度地提高生产率、降低生产成本。中针对不锈钢和钛合金材料，研究了在A－TIG焊中单一成分的活性剂和涂敷量对焊缝成形的影响。试验结果表明，与无活性剂的焊缝相比，活性剂CaF2,SiO2,NaF,Cr2O3和TiO3都能够有效地增加不锈钢和钛合金焊缝的 熔深，随着涂敷量的增加，焊缝熔深也相应的增加，熔宽减小。但涂敷有CaF2活性剂的不锈钢焊缝成形不好，涂敷有Cr2O3的钛合金焊缝正面熔宽没有明显的变化。在不锈钢焊接中，活性剂SiO2的作用效果最好；而钛合金的焊接中CaF2的作用效果最好。电弧收缩和熔池表面张力的变化是活性剂增加熔深的主要原因。     

Experimental study on activating welding for aluminum alloys

0IntroductionAluminum alloys have more and more intensive appli-cations in many areas,including chemical vessel,aviationand space industry,ship and automobile,electrical poweretc,because of light weight,high intensity and corrosionproof.But,the weld penetration is normally poor becauseof its high thermal conductivity coefficient,high specificheat capacity.In order to improve weld penetration,eitherwelding processes with high power density or extra proces-ses such as preheat are required,which …     

活性剂对镁合金直流正接A-TIG焊熔深的影响

分别以单质Te,Ti和Si,氧化物SiO2,TiO2和V2O5,卤化物MnCl2,CdCl2和ZnF2作为表面活性剂进行了镁合金直流正接A-TIG焊,研究了活性剂对焊缝熔深的影响规律.Te能显著增加熔深熔宽,分别达到传统TIG焊的2.5倍和1.4倍,而Ti和Si对熔深熔宽影响较小;V2O5和SiO2都使得熔深熔宽同时增加,其中SiO2增加熔深熔宽效果最明显,分别达到传统TIG焊的2.0倍和1.6倍,而TiO2对熔深熔宽影响较小;ZnF2,CdCl2和MnCl2都使熔深熔宽显著增加,其中ZnF2的熔深熔宽增加最明显,分别达到传统TIG焊的4.0倍和1.6倍.认为活性剂增加镁合金直流正接A-TIG焊熔深主要与活性剂收缩电弧所导致的热输入增加有关.     

铝合金分区活性TIG焊接法研究

针对铝合金材料,提出了一种新型活性焊接方法--FZ-TIG焊(Flux Zoned TIG Welding).在传统TIG焊接前,在待焊焊道表面中心区域涂敷低熔沸点低电阻率活性剂,在两侧区域分别涂敷高熔沸点高电阻率活性剂,然后进行正常焊接,可以同时保证焊接熔深显著增加和焊缝表面成形良好.以自行研制的FZ108活性剂进行了FZ-TIG焊,并与传统TIG焊、采用FZ108作为活性剂的A-TIG焊、采用SiO2作为活性剂的FB-TIG焊进行了对比.发现在相同参数下,采用FZ-TIG焊进行焊接,焊缝熔深明显大于传统TIG焊、A-TIG焊和FB-TIG焊,达到TIG焊熔深的3倍以上,并且焊缝成形良好,焊缝组织细化,力学性能改善.