万瓦级激光高效焊接研究现状

随着激光热源额定功率持续增长,高达万瓦级的激光焊接技术已在国内外成为焊接领域的热点。系统性地阐述了国内外万瓦级激光焊接技术的研究现状、发展趋势以及存在的问题,包括激光自熔焊、真空激光焊、激光-电弧复合焊和激光-埋弧耦合焊,主要涉及焊缝成形、熔池行为特征、羽辉物理特性、焊接缺陷的抑制。研究发现,万瓦级激光焊接具有显著优势,包括高焊接速度、低热影响区、实现深宽比更优的焊接效果和高效率焊接,但也存在工艺窗口窄、易产生飞溅等挑战。真空激光焊接能够显著增加焊缝熔深,提高焊缝质量,激光-电弧复合焊具有高效、适应性强等特点,而激光-埋弧耦合焊接仍处于起步阶段,需要进一步研究。

焊接研究院会计核算中的内部控制探究

在焊接研究院开展技术研究活动的过程中,受市场环境、经费管理、财务控制等条件的影响,其内部控制机制的制定与实行形式也会发生改变。为更好地对研究院的财务资源进行配置,新时期研究院应立足于实际发展需求及财务现实状况,对会计核算流程进行规范,在新会计准则的指导下,建立覆盖更全面的动态财务监管机制,为研究院财务机制安全运行提供保障。本文从现阶段焊接研究院的主要财务内控问题出发,对优化会计核算中内控工作质效的有效对策进行探讨。

基于校企共建焊接技术与工程专业人才培养模式研究与实践

在新工科背景下对焊接技术与工程专业人才培养进行研究,通过对区域人才需求预测及问题、人才培养模式的研究与实践、校企合作人才培养模式优势等方面进行分析,探索人才培养过程中的新模式及新方法。

节镍型奥氏体不锈钢埋弧焊焊接材料组织性能研究

研制了一种节镍型不锈钢焊丝及其配套埋弧焊剂,进行了焊接工艺性研究,对熔敷金属进行了晶间腐蚀、弯曲、拉伸和低温冲击试验,并观察了熔敷金属的金相组织,以及拉伸试样和冲击试样的断口形貌。试验结果表明:研制的节镍型不锈钢焊接材料综合性能优良,可应用于使用要求不高、工况简单的不锈钢焊接领域。

大厚度TC4钛合金超窄间隙激光填丝焊接头组织性能研究

采用激光填丝焊接方法进行96 mm厚TC4钛合金板超窄间隙焊接,并对焊接接头进行了组织和性能分析。研究发现:焊缝整体呈钉形,没有出现气孔、裂纹及侧壁未熔合等焊接缺陷;焊缝区域主要由大量细长针状α’马氏体相互交织构成;焊接接头上中下3部分热影响区宽度、焊缝区域中α’马氏体板条宽度和位错密度呈递减趋势;焊接接头下部焊缝区域的α’马氏体晶界取向差在55°~65°的大角度晶界分布较中部和上部焊缝区域组织中略少一些;上中下3部分焊接接头中的焊缝区域显微硬度均明显高于热影响区和母材;沿壁厚方向焊接接头的抗拉强度与母材相当,焊接接头断裂位置均位于硬度值较高的焊缝处;最大局部应变出现在焊接接头下部中靠近母材的焊缝区域,局部应变值达到26.3%,而最小的局部应变值出现在焊接接头上部靠近母材的焊缝区,局部应变值约为14.5%。

激光焊接熔透特征信号同轴增效提取方法研究

熔透检测是实现高功率激光焊接质量在线控制的重要环节,但由于介观尺度下的低辐值熔透特征信号产生于激光匙孔底部被匙孔喷射物质和周围干扰信号完全掩盖,熔透状态难以被直接获取,常规检测多以间接测量为主。将光谱透视技术、红外显微成像技术、光电传感技术及空间定位提取技术相结合,提出一种激光焊接熔透特征信号同轴增效提取方法。以高功率激光在匙孔内壁激发的荧光辐射源作为直接检测信号,利用不同发光体的谱段特性在红外谱段有效分离并抑制激光焊接匙孔上方的等离子体、金属蒸汽焰、粒子团簇等强干扰信号,使红外荧光信号得到有效增强,实现光谱透视显像效果。同时采用自行研制的激光焊接同轴显微光路系统,利用红外显微成像原理提取到匙孔内壁受激辐射荧光的红外显微实像。并以此为基础对高功率激光焊接熔透状态与匙孔内部影像特征进行关联研究,发现与熔透状态直接相关的低辐射值特征现象及特征区域的存在。通过视觉辅助定位调节和熔透特征位置试验矫正等寻位方式,依次提高定位精度,直至将传感器光电感应芯片高精度定位至荧光辐射实像中的熔透特征区域。由此通过光谱透视-显微成像-介观寻位萃取的逐层光学分离方式,实现了对匙孔熔透特征数据的精准提取和最大化增强。试验结果表明,基于多种光谱及光学处理技术复合应用的大功率固体激光焊熔透特征同轴增效提取方法对激光熔透特征信号增强效果显著,可作为一种新型的高功率激光焊接熔透在线检测手段。

低镍含氮奥氏体不锈钢脉冲TIG焊接接头组织性能研究

QN1803作为一种低镍含氮奥氏体不锈钢,相对于传统304奥氏体不锈钢减少了60%Ni含量,具有更优异的力学性能与耐腐蚀性能,同时节约了成本,目前广泛应用于建筑装饰、医疗器械、家电制品等领域。以低镍含氮奥氏体不锈钢QN1803为研究对象,采用脉冲TIG焊,借助SEM、OM、HV等测试手段研究焊接热输入对焊接接头的微观组织、力学性能、腐蚀性能的影响。结果表明,QN1803室温组织由铁素体和奥氏体组成,HAZ区晶粒与母材相比未见明显长大,接头熔合良好;焊接接头抗拉强度为650~700 MPa,焊缝组织硬度为240~260 HV。随着热输入的增加,焊缝点蚀电位由340 mV下降至290 mV,晶间腐蚀速率由455.3 g/(m^(2)·h)提升至570.6 g/(m^(2)·h),表明焊接接头耐腐蚀性能随着热输入的增加而下降;应用有限元软件MSC.Marc对不同焊接热输入条件下的焊接温度场及残余应力场进行模拟。结果表明,焊后残余应力集中分布于PMZ区及HAZ区;且残余应力峰值随焊接热输入增加呈上升趋势。

镁/钛异种合金焊接的研究现状与展望

对近年来镁/钛异种合金焊接的研究发展现状进行了综述,针对熔点差别大、非互溶不反应的镁/钛焊接,采用非传统的特种焊接方法辅以合金元素的界面改善是实现二者可靠连接的关键。界面冶金结合的调控是提高接头力学性能的核心之处。以激光焊、瞬时液相扩散焊等焊接方法分类阐述了镁/钛焊接研究的最新进展,并对镁/钛焊接的后续研究进行展望。

激光-电弧复合焊接技术国内研究现状及典型应用

激光-电弧复合焊技术作为当前一种高效、优质焊接新技术的典型代表具有高速、高效、高稳定性、低变形、易于实现单面焊双面成形等技术优势,拥有广阔的工程应用前景。重点从其热场耦合特征、电弧物理特性、熔池特性等方面的研究结果,探讨并总结激光-电弧复合焊接技术在焊接过程具有形性控制独特优势的本质,为该焊接新技术的工程应用推广提供基础理论支持,并结合国内的工业基础情况及技术需求,重点介绍了激光-电弧复合焊接技术在工程机械、煤炭机械、轨道交通等几个高端装备制造领域的应用情况,分析了激光-电弧复合焊接技术在综合投资、焊接成效、节能环保等方面的综合优势。

高强钢激光焊接凝固裂纹研究现状

采用激光自熔焊、激光填丝焊及激光-电弧复合焊进行高强钢焊接时均会出现热裂纹,且以凝固裂纹为主。针对该问题,文中综合论述了近些年激光及其复合焊高强钢凝固裂纹的研究情况,介绍了凝固裂纹的特点、形成机制及防止措施。从目前的研究结果来看,高强钢激光焊接中凝固裂纹以焊缝纵向裂纹为主,国内外主要从化学成分、熔池几何形状、焊接参数、拘束度4个影响因素研究凝固裂纹的形成,研究侧重于熔池的凸起部分和深宽比对凝固裂纹形成的影响,凸起部分会造成凝固延迟、产生大的拉应力、促进S,P杂质元素的偏析;较大的深宽比会造成局部应力集中从而引发裂纹产生。采用不同工艺方法改变焊缝几何形状是解决激光焊接凝固裂纹的一个重要方向。

Ti-Al系金属间化合物焊接技术研究现状

Ti-Al系金属间化合物作为航空发动机用最具潜力的轻质耐高温结构材料,具有低密度、低热膨胀率、高热导率及耐热温度高等特点,将可能替代现有钛合金、镍基高温合金材料成为航空发动机压气机低温或高温部件重要制造材料。简要介绍Ti-Al系金属间化合物的性能特点,概述了Ti3Al、TiAl、Ti2AlNb等典型Ti-Al系金属间化合物焊接技术的研究应用,最后总结和展望了Ti-Al系金属间化合物的高质量焊接技术及在航空发动机领域的应用。

中厚钢板万瓦级光纤激光焊接技术研究现状

文中从万瓦级光纤激光深熔焊接熔池行为及羽辉特性、焊接缺欠的抑制、焊接工艺的开发及工程应用等方面,对相关技术的国内外研究现状、发展趋势及存在的问题进行了比较系统地阐述和分析。其中,对于中厚钢板的激光焊接,在功率达到万瓦以上时,如何保证焊缝质量是目前万瓦级激光焊接技术能否获得应用的关键问题之一,而羽辉的存在是影响万瓦级激光焊接稳定性的一个主要因素,利用侧吹法、局部负压法和真空法可以在很大程度上降低羽辉对激光能量的影响;此外,焊缝塌陷和底部驼峰的产生也是阻碍万瓦级激光焊接技术应用的主要技术难题,通过改变焊接姿态、采用电磁支撑系统、底部气压法或焊缝背面强制成形的方法有助于获得良好的焊缝成形。

新工科背景下焊接技术与工程专业校企共建协同育人实践教学模式研究

在新工科背景下,哈尔滨华德学院与哈尔滨焊接研究院有限公司针对焊接技术与工程专业实行校企共建,探索实践教学模式。

厚壁钛合金熔化焊接技术研究现状

钛合金因其具有比强度高、耐腐蚀性能好和高温性能优良等特点,被广泛应用于航空航天、海洋装备等领域。近年来,随着对厚壁钛合金的需求不断提高,厚壁钛合金的焊接技术也展现出了巨大的应用价值。因此,本文综述了厚壁钛合金材料熔化焊接技术的研究进展,主要涵盖非熔化极气体保护焊、电子束焊和激光焊等,并对厚壁钛合金焊接技术的发展趋势进行了展望。

GH536合金激光焊与钨极氩弧焊接头组织性能对比研究

为探讨激光焊替代氩弧焊焊接GH536合金的可行性,以3 mm厚GH536合金为研究对象,分别采用激光焊和钨极氩弧焊,对比分析两种接头的室温和高温拉伸性能、持久性能、疲劳性能及组织。结果表明:采用激光焊接可以实现3 mm厚GH536合金的单面焊双面成形,相比氩弧焊的双面填丝焊接成形,激光焊在降低热输入的同时焊接速度提高了5倍;激光焊接头室温和1000℃高温平均抗拉强度分别为740 MPa和77 MPa,接头持久寿命可达母材的75%,与氩弧焊接头相当,但相同条件下激光焊接接头的疲劳性能更好,是氩弧焊接头的2倍以上,其主要原因是激光焊单位时间热输入较低,接头组织更均匀,晶粒更细小,焊缝成形平整、光滑,焊趾处应力集中小。通过对比分析可知,激光焊可以替代氩弧焊对GH536合金进行焊接。

高能束焊接系统及应用技术研究新进展

结合国际焊接学会(IIW)高能束专委会近年来的学术报告及其他相关学者的研究成果,文中介绍了电子束焊接在非真空、局部真空、大机构焊接、填丝加工及修复等方面的最新研究成果和应用,同时介绍了激光焊接在复合焊接、光束轨迹精确控制、柔性焊接等方面的最新研究成果。文中主要涉及高能束加工工艺机理、装备自动化、在线监测及数值模拟等关键问题。基于以上回顾,文中探讨了提升中国高能束焊接技术研发能力与创新能力的可能途径。

高速列车铝合金车体典型接头激光-MIG复合焊接特性研究

针对传统高速列车3 mm厚A6N01S-T5铝合金型材典型接头结构开展激光-MIG复合焊接试验,优化复合焊接工艺参数,分析接头组织性能,研究激光-MIG复合焊的工程适应性。结果表明,在最佳工艺参数下,焊缝成形良好、无气孔缺陷。焊缝中心为树枝状铸态组织,靠近熔合线焊缝为柱状晶组织,熔合区较窄但热影响区存在晶粒轻微粗大现象;焊缝区硬度低于母材区,硬度最小值位于熔合线附近的热影响区;最佳工艺参数下接头的平均抗拉强度为204.6 MPa,达到母材的83.5%;断裂发生在熔合线附近,断口形貌呈现典型的塑性断裂特征;接头的弯曲性能良好;组对间隙小于1.0 mm时,最佳工艺参数具有通用性,焊缝成形及接头抗拉强度良好;组对间隙增至1.5 mm时,优化工艺参数焊缝成形及接头抗拉强度依然良好。结果表明,激光-MIG复合焊对高速列车铝合金车体典型接头具有良好的焊接可行性和工程适应性。

《焊接机器人操作工》职业技能培训教材框架及内容研究与开发

对《焊工国家职业资格培训教程》系列丛书之《焊接机器人操作工》教材的框架结构和内容进行论述。通过对焊接机器人操作工的职业技能特点进行分析,确定"以职业等级制划分为基础,以职业活动为导向,职业技能为核心"的编写指导思想,同时,为增加教材的普适性和实用性,力求与职业院校课程体系贯通与融合,切实解决焊接机器人操作工在培训过程中走入"重操作,轻工艺"的误区和"焊接工艺应用"教学难题,推动焊接机器人职业技能培训与鉴定教材的研究与开发工作。

国内电磁脉冲焊接技术研究进展与展望

随着汽车、轨道交通、核电、航天航空、家用电器等行业的迅猛发展,对轻量化连接技术需求更为迫切,电磁脉冲焊接技术作为一种可靠的异种金属焊接技术,越来越受到关注和重视,已经成为焊接工艺研究的一个热点。对近5年来国内电磁脉冲焊接技术进展情况,从工艺参数和接头性能、新工艺方法的开发、数值建模与模拟仿真技术,接头界面形貌与结合机制四个研究方向进行了综述和分析,对今后的技术发展进行了展望,并提出了相应的建议。

异种钢焊接接头失效机制的研究进展

由于异种钢理化特性的差异,在焊接过程中导致焊接接头的界面分布和裂纹失效机理与同种钢有所不同。文中从异种钢焊接接头的失效机制入手,介绍碳迁移导致熔合区出现软化和脆化现象,分析在焊接过程中导致其力学性能降低的本质原因,详细解释Type-II晶界和“白亮层”的形成机理,分析在高应力水平下异种钢焊接裂纹的形成机理和抑制措施。通过对异种钢焊接接头失效的本质原因进行系统性论述,为异种钢焊接失效机制的深入研究和工程应用提供理论指导,并提出针对异种钢焊接接头常见失效问题的解决方案。