铝合金焊接快速成形层间间隔时间分析

在焊接成形过程中,热输入的大小对成形零件的质量和性能有很大的影响.将控制层间间隔时间作为控制热输入的一种方法,以交流钨极氩弧焊(AC-TIG)为焊接热源,对5356铝合金进行了多层多道焊的快速成形试验,通过改变层间间隔时间,分析了不同的层间间隔时间对成形零件表面质量和组织相尺寸的影响.结果表明,在相同的焊接参数条件下,变层间间隔时间所成形零件的表面质量和组织相情况均优于等时间间隔时间的成形零件.     

钛/铝异种金属冷金属过渡增材制造

采用TC4和ER2319焊丝直流/变极性冷金属过渡实现异种金属电弧增材制造，通过金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱、硬度试验、纳米压痕以及拉伸试验等方法对钛/铝构件界面组织特征与力学性能进行分析.结果表明，在钛合金表面堆积铝合金时，只有少量的钛合金熔化，钛原子扩散到液态铝合金中，形成不同长度的TiAl₃金属间化合物.10 μm左右的反应层在钛/铝界面形成.邻近钛侧的反应层均匀连续，靠近铝合金一侧的反应层呈现长条状或块状.界面反应层的显微硬度介于钛合金和铝合金显微硬度之间.构件的最高抗拉强度为111 MPa.     

铜铝异种金属激光焊接头组织特征及力学性能

铜铝异种金属薄板的激光焊加热和冷却速度快,焊缝区温度梯度和成分浓度梯度大,接头微观组织具有特殊性.通过激光焊接试验、拉伸测试、焊缝横截面及断口SEM和DES分析,研究了铜铝薄板的激光搭接焊接头组织分布特征及其对性能的影响.结果表明,在高温度梯度和浓度梯度下焊缝区形成了组织形貌不同的区域,分别是平行排列的板条状过共晶组织区、板条状过共晶组织与共晶组织混合区(简称混合区)、片层状的共晶区以及枝晶状的亚共晶区.拉伸剪切断裂在混合区.随着焊接速度的增加,混合区的宽度变窄,混合区的过共晶组织由等轴状向板条状转变,试件承受的最大剪切力随之增大.     

LNG船用因瓦合金脉冲 TIG搭接仰焊 工艺研究

采用搭建的薄板搭接仰焊系统进行1.5/0.7 mm因瓦合金搭接脉冲TIG仰焊位置焊接,测试和分析焊缝宏观成形、微观组织和力学性能。研究结果表明,焊缝特征尺寸L(a焊接长)与P(熔深)随脉冲峰值电流增加而明显增加,但R(焊喉)随峰值电流变化不明显。焊缝区由具有胞状晶亚结构的粗大奥氏体柱状晶组成,热影响区由粗大的等轴晶组成,熔合区由平面晶区和半熔化区构成。热影响区硬度明显低于焊缝和母材,接头最大拉伸承载力均为约4 300 N,所有接头断裂位置均在熔合区。     

激光焊接热输入对26Cr-3.5Mo铁素体不锈钢组织性能的影响

采用连续激光焊接工艺对26Cr-3.5Mo铁素体不锈钢进行焊接,研究了激光焊接热输入(HI)对焊接接头显微组织和力学性能的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)和能谱分析仪(EDS)研究焊缝显微组织和析出相的析出规律,采用维氏显微硬度仪和拉伸试验机对焊接接头的机械性能进行测试。结果表明,焊缝中心产生细小的等轴晶,随着激光焊接热输入的增加,焊缝中心等轴晶区的宽度增加,其占整个焊缝截面的比例先增加再减小。热影响区(HAZ)宽度较窄,为0.1~0.2 mm,且没有发生明显的晶粒粗化现象。焊接接头HAZ发生软化,其显微硬度值低于焊缝和母材。焊接接头抗拉强度与母材相当,但断后伸长率小于母材,且随激光焊接热输入的增加而减小。     

基于支持向量机的焊缝尺寸预测

焊缝尺寸是决定焊接接头强度及有关性能的重要因素,因此也是焊接质量控制的重要内容.分别以焊接电流、电弧电压以及焊接速度作为输入向量构造样本集,建立CO2焊接焊缝尺寸支持向量机模型,分别运用线性核函数,多项式核函数、高斯径向基核函数以及指数径向基核函数对焊缝熔宽、焊缝熔深以及焊缝余高进行预测.结果表明,采用指数径向基核函数所建立的支持向量机模型可以有效地对焊缝尺寸进行预测,为进一步实现焊缝质量的在线控制提供依据.     

丝材+电弧增材制造钛/铝异种金属反应层的研究

分别利用直流冷金属过渡(CMT)和变极性CMT脉冲复合技术进行TC4和ER2319焊丝的堆积,实现钛/铝异种金属丝材+电弧增材制造,通过高速摄像及电信号采集系统进行电弧形态、熔滴过渡以及电流/电压信号的采集分析;利用OM、SEM、TEM、EDS、硬度实验以及拉伸实验等方法对钛/铝异种金属构件的微观组织与力学性能进行分析。结果表明,变极性CMT脉冲复合堆积铝合金过程包括正极性脉冲阶段和负极性CMT阶段。在正极性脉冲阶段,电弧集中且热输入较大;在变极性CMT阶段,热输入较小且对构件具有明显的冷却效果。钛/铝异种金属构件的反应层包括过渡层和界面层,Ti Al3界面层的厚度约为10μm。在界面层存在微裂纹;反应层的硬度介于钛合金和铝合金之间;钛/铝异种金属构件的平均抗拉强度为65 MPa,所有拉伸试样均在界面层断裂,断裂方式均具有脆性断裂的特征。     

自适应中值滤波在焊缝视觉跟踪中的应用

焊缝图像的滤波去噪是焊缝图像处理的第一步,也是实现焊缝视觉跟踪的一个重要环节.针对传统中值滤波存在的问题,分析了影响中值滤波效果的因素,引入并编程实现了焊缝图像的自适应中值滤波算法.与传统的滤波去噪效果相比,自适应中值滤波算法可以更为有效地去除焊缝图像中的噪声.特别是对于大噪声的焊缝图像,去噪效果远远好于传统的中值滤波...     

基于空间等距线的焊接机器人轨迹优化

针对球管相贯焊缝焊接机器人多道多层焊接中示教时间过长的问题,开展了等距线法机器人焊接轨迹规划的研究,提出了一种基于B样条空间等距线的轨迹优化方法. 在机器人轨迹规划中,将前一道机器人焊接时局部修改过的轨迹投影到理论轨迹的拟合平面,将拟合平面上计算得到的投影曲线法向量作为求解下一道等距线轨迹的实际轨迹法向量;在指定端点切矢条件下,利用最小二乘法生成B样条曲线以逼近等距线,利用等距线生成机器人运动轨迹,从而有效地减少示教时间. 结果表明,利用该方法得到的机器人焊接轨迹能够满足球管相贯焊缝焊接要求.     

Inconel 625合金TIG-CMT复合堆焊温度场与流场数值模拟

针对Inconel 625镍基合金TIG(钨极氩弧焊)-CMT(冷金属过渡)复合热源堆焊,建立了堆焊过程的数值分析模型,研究了焊接温度场与流场对镍基合金堆敷层润湿性和稀释率的影响规律。结果表明：CMT堆焊时,基材温度梯度大,送丝速度由7.5 m/min提高到9 m/min时,热输入的变化主要影响熔池中心附近3 mm内区域的温度,3 mm外区域温度的升高幅度在50 K以内,熔池边缘及基材温度较低,从而使得镍基合金较难在基材上有效润湿铺展;TIG-CMT复合热源堆焊时,TIG热源预热的主要作用是提高熔池边缘及基材的温度,其中焊缝中心温度基本保持不变,而距焊缝中心3 mm处温度约升高200～300 K,基材温度升高,镍基合金的流动铺展性提高,基材上表面附近的熔池面积明显增大,从而改善堆敷层的润湿性。CMT堆焊时,堆敷层的接触角均>90°,不利于多道堆焊的成形;复合热源堆焊时,堆敷层的接触角<90°,TIG电流为120 A和160 A时,稀释率在5%左右,可以在改善润湿的同时保持较低的稀释率。