数字化等离子焊接系统在连续油管钢带对接中的设计与应用

为解决传统等离子焊接平台气囊夹紧力不足、焊枪行走机构精度差、焊接控制系统输出不稳定、无法实时观察问题,以及造成的对接焊缝错边、咬边、焊偏等质量问题,设计了一种数字化等离子焊接系统。该系统通过改进液压夹紧装置、设计焊枪控制系统、熔池监控装置、焊机自动定位装置及气体保护装置,实现了数字化焊接,提升了焊接质量,提高了生产效率。实际应用表明,采用设计的数字化等离子焊接系统,生产效率提升15%以上,斜焊缝一次通过率提高约8%。

基于弧压反馈的叶片微束等离子焊接修复弧长跟踪控制

在损伤航空发动机涡轮叶片微束等离子增材修复过程中,多层堆焊后熔覆层面不平整导致凸起形貌产生,使得待修复表面与熔覆层上表面一致性差。提出一种基于弧压反馈的弧长跟踪控制方法,提高弧长稳定性,以解决上述问题。利用电弧电压信号间接表征电弧弧长,并提出变分模态分解与中位值平均滤波融合算法以去除噪声信号。在此基础上,设计一种变论域模糊PID与PID并联的控制器,调节焊枪的高度以实现弧压稳定,并进行仿真优化。最后搭建弧压采集与弧长控制平台,进行弧压信号去噪实验和表面凸起试片焊接实验。结果表明,此方法能显著提高弧长稳定性,且凸起表面与熔覆层上表面一致性好。

钛电极真空等离子焊接焊缝氧化问题研究

本本文分析了钛电极真空等离子焊接焊缝氧化的原因,并针对各种原因提出了相应解决措施,解决了焊缝氧化问题。通过对钛电极真空等离子焊箱焊接过程及设备状况进行分析,最终检查出引起焊缝氧化的根本原因为焊箱与枪体连接处动密封真空脂渗出导致漏气、充氩系统减压阀及电磁阀因液氩温度过低导致损坏失效漏气及液氩中水份残留过多引起漏气。通过对动密封添加真空脂、增加液氩气化器两种方式有效的解决了焊缝氧化问题,为类似设备的故障排查提供了参考和借鉴。

压缩机壳体等离子焊接泄漏分析及工艺改进

为解决压缩机壳体等离子焊接泄漏问题,利用X-ray探伤技术和工业显微镜分析方法对压缩机壳体等离子焊缝内部状态和断面进行检测,根据检测结果确定气孔为压缩机壳体等离子焊缝出现泄漏的直接原因。通过对压缩机壳体扩管和气密检查过程的受力分析,结合壳体材质和焊接坡口特点对压缩机壳体等离子焊接工艺进行改进。通过增加壳板清洗、坡口检查工序及调整焊接参数,焊接电流145 A,焊接速度420 mm/min时,压缩机壳体等离子焊缝泄漏率降低至0.6%。

太阳能水等离子焊接切割车

本文阐述了一种新型节能减排效果十分良好的焊接切割方法-水等离子焊接工艺设备现状,简要介绍了本校在一个新领域-水等离子粉末堆焊方面的试验研究结果。同时阐述了与新近研制的太阳能系统组成太阳能水等离子焊接切割车,以及此太阳能能源系统可扩展的应用领域。

基于脉冲等离子焊接快速成形工艺研究

为了提高快速成形零件的成形精度,采用脉冲等离子焊接快速成形方法,利用所建立的机器人快速成形系统,研究了峰值电流、焊接速度、占空比、送丝速度等工艺参数对成形轨迹宽高比的影响规律,并建立了快速成形轨迹间搭接模型以及层间高度的计算模型,分析了单道成形轨迹的宽高比对多道搭接表面平整度的影响规律.结果表明,选择宽高比较大的成形轨迹进行快速成形,有利于提高成形件的表面平整度,降低孔洞等缺陷的产生.合适的层间高度参数以及热输入量的控制能够有效地提高薄壁结构件的成形精度.

因瓦合金4J36等离子焊接工艺及接头性能

试验采用等离子弧焊设备对4J36因瓦合金板材进行焊接工艺试验,借助光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和洛氏硬度计等手段分析接头的微观组织和力学性能.结果表明,合理的等离子工艺参数下焊接接头成形良好,抗拉强度可达到母材的93.6%;接头基体为γ相,同时存在γ'(Ni3(Al,Ti))强化相;母材为细小的等轴晶,焊缝处呈树枝状结晶且晶粒粗大,热影响区靠近熔池部分的晶粒过热长大,靠近母材部分为均匀细小的等轴晶;焊接接头拉伸断口表现为韧性断裂,硬度最低值出现在热影响区.

等离子焊接熔池小孔尺寸的电弧信号检测

为了开发可行的实时检测等离子焊接过程中熔池小孔尺寸的传感技术 ,采集了对应于不同熔池小孔尺寸的电弧电压和电弧电流信号存入计算机 ,采用快速傅里叶变换 (FFT)和短时Fourier变换对电弧信号进行了分析 ,发现位于频率区间f=2 .5～ 3 .5kHz的电弧谱峰信号幅值的局部最大值pf随着熔池小孔尺寸的增大波动速度逐渐减慢 ,pf所对应的频率pff单调递减。在此基础上设计了合适的算法 ,从而得到pf和pff信号与熔池小孔尺寸之间的定量关系。用厚度渐变试样进行了焊接试验 ,检验了pf和pff信号对熔池小孔尺寸的检测效果 ,并初步分析了pf和pff信号与熔池穿孔的物理关系。最后选取pff信号作为熔池小孔尺寸传感信号 ,该检测技术可为实现中厚板的等离子焊接精密熔透自动控制提供必要的反馈信息 ,适用于以逆变焊机为热源的等离子焊接过程。

镍合金N6填丝等离子焊接工艺研究

采用自动填丝等离子焊对6mill厚纯镍N6进行焊接，通过与不填丝焊接工艺对比，确定填丝等离子焊接最优工艺参数。结果表明：通过确定合理的填丝等离子焊接工艺规范，获得成型良好的焊接接头，最优焊接工艺参数为：焊接电流200-210A，离子气流量3L／min，焊接速度180ram／min，送丝速度900～1200mm／min，背面氩气流量15L／min；焊接接头抗拉强度大幅度提高到333MPa，是母材抗拉强度的97．6％；显微组织分析发现，填丝接头焊缝组织均匀、晶粒细小。试验表明，填丝等离子焊工艺是实现6mm厚N6板带焊接的有效方法。

大型压力容器等离子焊接技术研究

通过对大型压力容器制造工艺的分析,研究了等离子焊接技术在压力容器焊接中的应用,并通过金相分析、扫描电镜分析、残余应力分析、ANSYS仿真分析等方法研究了等离子焊接接头组织与性能。结果表明,相比于普通焊接技术,等离子焊接技术在大型压力容器制造过程中有突出优势和实用价值。

氩氮混合等离子焊接电弧的数值分析

以直流正极性氩氮混合工作气体等离子焊接电弧为研究对象,依据磁流体动力学理论构建电弧的数学模型,运用有限元分析软件ANSYS建立了三维稳态下轴对称的、氩氮混合工作气体的1/2等离子焊接电弧的数学模型,得到了焊接电弧的温度场、电场、电磁场、速度场的形态分布特征。分析了氩氮混合工作气体等离子弧的特性,并与纯氩气时的等离子弧的温度场及阳极热流密度分布进行了对比。结果表明,采用混合离子气时,等离子电弧的弧心最高温度相对于纯氩气时有所提高,另外弧柱区的高温区向阳极偏移,阳极的热流密度相对增加。

钛合金厚板的等离子焊接

针对12mm厚TA5钛合金板材进行了等离子焊接工艺研究,采用等离子的小孔效应实现了12mm厚TA5钛合金板材的单道焊双面成形。研究了等离子焊接接头的组织和性能,研究表明:等离子焊接接头的强度与母材的相当,塑性、韧性较母材的有所下降。

焊接电流对微弧等离子焊接修复2Cr13叶片接头组织的影响

为使焊接修复的叶片获得理想的接头组织和性能,利用微弧等离子焊接方法对预制缺口的2Cr13叶片采用ER410焊丝进行焊接修复。通过对比不同的电流大小和焊接方法对接头焊缝组织、热影响区宽度及显微硬度的影响,结果表明:当焊接电流大于45 A时,高温回火后的接头组织全为回火索氏体,显微硬度比母材稍高约20 HV10;但焊接电流小于45 A时,焊缝组织中残留大量的δ铁素体,显微硬度显著降低。残留大量δ铁素体是由于焊缝金属中铬当量与镍当量配比不当,且冷却过快,而δ铁素体未来得及相变直接保留至室温。

纯镍Ni200等离子焊接工艺参数正交试验优化设计

以6mm厚纯镍Ni200为试验材料，采用正交试验设计方法科学地安排试验过程，研究焊接工艺参数与接头抗拉强度之间的关系。研究发现，焊接电流对焊接接头抗拉强度影响最显著，离子气体流量和焊接速度影响次之。通过正交试验设计确定最优工艺规范为：焊接电流200A，焊接速度180mm／min，离子气体流量3L／min，保护气体流量20～221Mmin。最优工艺规范下焊缝成形良好，接头抗拉强度明显升高。试验表明，等离子焊接中厚镍板是一种理想的焊接方法。

超声等离子焊接在液压支架修复工艺中的应用

为提升液压支架修复的可靠性和经济性,对超声等离子焊接的应用效果进行了数值模拟和试验研究。根据所设计超声等离子弧焊系统的焊枪结构与焊接工艺参数建立了超声场有限元模型,基于COMSOL求解等离子气体的速度场、电弧密度场和声压场。对修复后的液压支架试样进行了显微硬度、残余应力及冲击韧性等力学性能测试。结果表明,超声波可在同等条件下将电弧压力提升20%以上,并在4 mm电弧直径内显著增强电流密度,有效减小热影响区范围和残余应力;等离子气体流速与电弧密度在靠近支架焊缝区域以近似相反的变化趋势分布,二阶特征频率振源能够在电极附近产生驻波;修复后支架的平均硬度和室温冲击吸收能量相比母材分别提升了44.6%和45.8%。

微束等离子焊接

简要介绍了微束等离子焊接的工艺设备。通过对乌克兰巴顿焊接研究所几个实例的介绍，较全面地阐述了微束等离子焊接工艺方案、焊接设备的各项技术要求和特性。与氩弧焊、激光焊进行了比较，认为微束等离子焊接具有电弧收缩、能量集中、适用于薄壁件焊接的特点，在我国具有广阔的应用前景。

模糊控制技术在等离子焊接中的应用

阐述了模糊控制技术在等离子焊接质量控制中的应用；重点介绍了等离子焊接模糊控制系统的组成、模糊控制器的隶属度和规则表的设计及控制系统的软硬件设计。

浅谈微束等离子焊接

微束等离子弧焊接技术在薄壁零件的精细加工领域正受到越来越多的重视与应用,本文简要介绍了微束等离子焊接技术及其特点。

基于PROFIBUS现场总线的真空等离子焊接监控系统设计

真空等离子焊接是钛及钛合金焊接技术中的重要生产工艺。论述了基于PROFIBUS现场总线的真空等离子焊接监控系统设计的特点、组成及软件编制。该系统可靠性高,操作方便,不仅提高了焊接效率,保证了焊接质量,还满足了设备信息及生产过程信息的共享,达到了良好的效果。

波纹管的微束等离子焊接与制造技术

采用微束等离子焊接方法对0.2 mm厚0Cr18Ni9波纹管进行了工艺研究和制造。通过工艺试验,选择合理的焊接工艺参数,制定了波纹管的微束等离子焊接工艺,研究了影响焊接质量的主要因素。结果表明,波纹管各项性能均符合波纹管技术要求。