高速列车6005A-T6铝合金型材激光-双丝MIG复合焊

分别利用双丝MIG焊和激光-双丝MIG复合焊进行了高速列车6005A-T6铝合金型材的焊接试验研究,对比分析了两种焊接方法的焊缝成形、焊接变形、接头力学性能及其接头微观组织.结果表明,激光-双丝MIG复合焊接6005A-T6铝合金型材时的焊接速度可达4.5 m/min,焊接过程具有较好的搭桥能力,对接间隙达到1.4 mm时,仍可以获得良好的焊缝成形.当焊接速度大于或等于4 m/min时,复合焊接头的焊接变形量仅为常规双丝MIG焊的40%左右,其抗拉强度达到了母材强度的83%,比常规双丝MIG焊接头的抗拉强度提高了9%左右.

高强铝合金厚板双丝MIG焊工艺的初步研究

建立了高强铝合金双丝MIG焊熔滴过渡高速摄像系统以及焊接参数采集系统,获取了不同工艺规范下的脉冲熔滴过渡形式。实验表明一脉一滴工艺规范焊缝成形好,工艺过程稳定,应为首选过渡形式。确定了在一脉一滴情况下的焊接工艺规范参数区间,在此区间内可以实现稳定的一脉一滴熔滴过渡,为控制焊接热输入量及焊缝成形奠定了基础。

双丝MIG焊对称过渡波形控制及其工艺

为了减小双丝焊接中电磁力的影响,降低峰基值电流切换时的断弧概率,提出了一种双丝MIG焊对称过渡波形控制工艺方法.在两丝电流相位变化时增加对称过渡阶段,引入前丝过渡电流Is1、双丝过渡阶段时间ts、后丝过渡电流Is2三个控制参数.设计了正交试验并利用极差分析法对结果进行了分析和评定.结果表明,前丝过渡电流Is1、双丝过渡阶段时间ts、后丝过渡电流Is2对焊接质量的影响依次减小.验证试验进一步说明对称过渡波形控制方法工作点更宽,使焊接过程更为平稳、柔和,焊缝表面会产生光泽感强的过渡带,较为美观,为双丝波形控制研究提供了一种新思路.

单丝、双丝MIG对7A52铝合金焊缝性能和变形的影响

采用单丝、双丝MIG两种焊接工艺研究7A52铝合金焊缝抗拉强度和硬度分布以及平板对接产生的自由变形特点。结果显示:5A56、5356焊丝形成的焊缝强度低于母材;单、双丝焊缝截面硬度分布规律基本相同,但双丝焊较单丝焊热影响区减小1/3;单丝焊对接缝的自由变形远大于双丝焊。

铝合金双丝MIG焊熔池图像采集与处理

针对铝合金双丝熔化极氩弧焊，分析研究了电弧弧光辐射和熔池视觉传感的特征，结果表明，双丝电弧辐射更强，采用近红外窄带滤波传感熔池视觉传感双丝熔池相对易于提高信噪比，在10～35mm厚LY12和7A52铝合金V形坡口对接焊缝工艺试验的基础上，采用980nm窄带滤波和合适的减光系统获得了较为清晰的铝合金双丝熔池视觉图像，分析了双丝熔池视觉图像特征，采用自动阈值分割等方法设计了计算机图像专用处理软件，获得了准确的双丝熔池边界及几何参数，为基于熔池视觉的铝合金MIG焊质量控制打下良好基础。

7A52铝合金FSW与双丝MIG焊接接头性能比较研究

研究了20mm厚的7A52铝合金搅拌摩擦焊和双丝MIG焊接工艺,对比分析了焊接接头的组织与性能。研究表明;对于20mm厚的7A52铝合金,搅拌摩擦焊接头强度比双丝MIG提高15%左右;双丝MIG焊缝区由于焊接时热输入量较大,晶粒长大明显;FSW焊缝区发生动态再结晶,生成细小的等轴晶粒。SEM断口分析表明,双丝MIG与FSW断口均表现为明显的韧窝形貌,FSW的强化相粒子分布于韧窝中,是形成韧窝形微孔的源。

616高强钢单双丝MIG焊接性对比研究

采用双丝MIG、单丝MIG焊接工艺在相同条件下对616高强钢进行了焊接。分析焊缝内部的质量、焊接接头的组织、焊接接头的强度,对比两种工艺的焊接效率和线能量,研究结果表明:在焊缝内部质量、焊接强度方面,双丝焊优于单丝焊;在焊接效率上,双丝焊是单丝焊的3倍;在单位线能量上,双丝焊比单丝焊降低了32.1%。

2519高强铝合金双丝MIG焊接接头时效弱化研究

试验发现20 mm厚2519铝合金双丝MIG焊接接头存在时效弱化问题,这是由于厚板双丝MIG焊热输入量大,接头长时间处于高温状态,已凝固焊缝金属相当于已经接受了一次时效处理,接头在焊后已经达到“峰失效”或接近“峰失效”的欠时效状态。焊后时效过程中,焊缝中大量析出脆而硬且与基体无共格关系的θ相,降低晶格畸变程度,从而降低了合金的强度,使接头呈现“过时效”状态。另外,块状θ相在晶界处连续分布,也削弱了晶界强度,导致接头抗拉强度降低。

6082-T6铝合金双丝MIG焊接头裂纹的研究

采用扫描电镜和能谱仪等方法分析了6082-T6铝合金双丝MIG焊焊接接头裂纹的形貌以及形成机制。研究结果表明,双丝MIG焊焊接接头中裂纹主要是热裂纹,裂纹位于焊缝中部,沿焊缝中心长度方向开裂;裂纹断口表面密排着由枝晶端头组成的颗粒状凸起,枝晶的凸起处圆滑并且无损伤痕迹;裂纹产生的原因主要在于焊接过程中成分偏析导致发生共晶转变,在晶界处形成α-Al-Mg2Si低熔点共晶液态薄膜状组织和6082-T6铝合金有高的线膨胀系数,焊缝金属在凝固过程中产生极大拉伸应力。

对称过渡阶段时间对双丝MIG焊的影响

根据国内外对双丝电流波形控制的研究现状和两丝之间电磁力大小的关系,提出一种双丝MIG焊对称过渡波形控制工艺方法。针对有无对称过渡阶段和双丝过渡阶段时间Ts对焊接效果的影响进行了试验研究。结果表明:增加对称过渡阶段有助于提高焊接过程稳定性。在当前试验条件下,双丝过渡阶段时间Ts不宜低于1 ms,否则无法体现对称过渡控制的优势;不宜高于峰值时间,否则会影响焊缝质量,降低焊接速度;过渡时间为2～3 ms时,能够获得稳定的波形和良好的焊缝。试验结果为对称过渡波形控制方法提供了基本的工艺数据,为双丝电流波形控制研究提供了新的方法。

7A52铝合金双丝MIG焊接温度场数值模拟

采用ANSYS的"生死"单元技术,对7A52铝合金双丝MIG焊接的热过程进行数值模拟。实现多层焊中焊缝填充的动态过程,与真实试验过程完全吻合。结果表明,7A52铝合金双丝MIG焊接过程中,焊点处的峰值温度可达到837℃。

6005A铝合金双丝MIG焊组织与性能研究

本文针对新型轻质铝合金材料在轨道车辆中应用的迫切要求,对6005A铝合金的双丝MIG焊工艺及焊接接头性能进行了研究。采用匹配的焊接线能量,对焊接接头组织与力学性能进行了分析和研究,同时对焊接过程中出现气孔和热裂纹等缺陷的成因进行了分析,提出了改进措施。

双丝MIG焊焊缝成形试验研究

为了研究双丝焊焊接效果的影响机理,利用高速摄像和电信号结合的方法,观察了双丝脉冲M IG焊的熔滴过渡,研究了熔滴过渡的特点;针对双丝M IG焊高熔敷效率的特点,对不同焊接参数下单丝焊和双丝脉冲M IG焊的熔敷速度和焊缝成形进行了对比分析。试验结果表明,采用脉冲喷射过渡方式,可获得稳定的双丝M IG焊接过程,在相同焊接质量的条件下,双丝焊的熔敷效率和焊接速度明显高于单丝焊,焊缝成形系数更好,同时减小了由于高速焊接造成的焊缝咬边的倾向,而且试验所测的焊缝宽度,与预测焊缝宽度的三维模拟方程的模拟值基本一致。

高强Al-Cu合金双丝MIG焊工艺研究

研究了单丝脉冲MIG焊、低速和高速双丝脉冲MIG焊对高强Al-Cu合金焊缝组织及性能的影响。实验结果表明:低速双丝脉冲MIG焊焊缝组织以粗大的等轴枝晶为主,α(Al)-CuAl2共晶呈长条网状分布,降低了焊缝的强度、硬度和塑性;高速双丝脉冲MIG焊焊缝组织为细小的等轴枝晶,接头性能和单丝脉冲MIG焊相近,但高速双丝脉冲MIG焊焊接效率远高于单丝脉冲MIG,因此特别适合于厚板铝合金焊接。

254SMO超级奥氏体不锈钢宽弧/双丝MIG焊接接头组织与耐蚀性能研究

分别采用宽弧脉冲MIG焊接技术、双丝脉冲MIG焊接技术和普通脉冲MIG焊接技术对254SMO超级奥氏体不锈钢进行焊接,对比焊接效率,检测不同焊接工艺下焊接接头的耐点蚀性能,并使用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对焊缝组织进行分析。结果表明,254SMO焊接接头的点蚀主要源于焊缝未混合区的Mo偏析。宽弧脉冲MIG焊接和双丝脉冲MIG焊接相对于普通脉冲MIG焊接,其接头的耐点蚀性能无明显区别,焊接效率分别提升至普通脉冲MIG焊接的1.2倍和2.5倍。

脉冲电压峰值对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响

建立了双丝M IG焊工艺试验研究平台,该试验平台主要由Tandem型双丝焊系统、信号采集系统、高速摄像(摄影)系统以及脉冲控制系统等部分组成.在此基础上研究了脉冲电压峰值对双丝脉冲M IG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响.结果表明,前丝脉冲峰值电压对熔滴过渡的影响比较显著.前丝脉冲峰值电压较低时,熔滴过渡形式为射滴过渡,前丝脉冲峰值电压较高时熔滴过渡形式为一脉一滴过渡形式,过大的前丝脉冲峰值电压的熔滴过渡形式为大滴过渡.前丝脉冲峰值电压越高,焊缝熔宽和熔深越大,过高的前丝脉冲峰值电压会导致焊缝表面质量恶化.

7A52铝合金双丝MIG焊接头的不均匀性对其表面微弧氧化膜腐蚀防护作用的影响

以装甲用7A52铝合金双丝MIG焊接接头易于腐蚀,需要进行必要的防护为背景,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和极化曲线为表征手段,研究了焊缝组织和成分的不均匀性对表面微弧氧化膜腐蚀防护作用的影响。结果表明:焊缝区为树枝状的铸态组织;熔合区靠近焊缝一侧为细小的等轴晶组织,紧邻热影响区一侧为柱状晶;热影响区的组织部分发生了再结晶;母材为典型的轧制态纤维组织。微弧氧化膜在焊缝表面生长速率慢,Mg参与形成焊缝表面的氧化膜,使得氧化膜的钝化性减弱,致密性和均一性变差,其腐蚀防护作用不及母材和热影响区表面氧化膜的。短期浸泡时,焊缝区、热影响区及母材表面微弧氧化膜的腐蚀防护作用差别较小;长期浸泡后,焊缝表面微弧氧化膜的腐蚀防护作用明显不及母材和热影响区的。

双丝脉冲MIG/MAG焊的研究现状和发展方向

对国内外近十多年来双丝脉冲MIG/MAG焊的研究现状进行了分析,从其焊接具有熔敷速度快、飞溅小、焊接质量高等优点以及控制方法几个方面进行了较为详细的介绍,并对双丝脉冲焊技术的发展趋势作了进一步的展望。

双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法

为优化双丝脉冲MIG焊的焊缝成形质量,提出双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法,构建基于DSP的双丝脉冲MIG焊的双脉冲数字化交替相位协同控制系统,对双丝脉冲MIG焊的单脉冲和双脉冲焊接进行平板堆焊试验.结果表明,双丝脉冲MIG焊双脉冲焊接系统实现了稳定的双脉冲焊接过程,焊缝成形良好.对单脉冲和双脉冲焊接所得焊缝的横截面宏观金相对比分析结果表明,双脉冲对焊接熔池有很强的搅拌作用,双脉冲焊接所得焊缝晶粒比单脉冲焊缝晶粒更小,说明双脉冲具有细化晶粒的效果,证明在双丝脉冲MIG焊中应用双脉冲有一定的优化作用.

双丝旁路耦合电弧高效MIG焊方法及控制系统

提出了新型双丝旁路耦合电弧MIG高效焊接方法,理论分析证明其有利于高效焊接过程,但焊接试验表明该方法在开环情况下焊接过程极不稳定,焊缝成形差.分析了双丝旁路耦合电弧开环不稳定的原因,提出了双丝旁路耦合电弧MIG焊闭环控制方法,采用基于xPC实时目标机技术建立了双丝旁路耦合电弧控制硬件系统,运用Mat-lab/Simulink工具开发了其控制系统的快速原型.结果表明,模糊控制器的控制效果可以满足稳定焊接的要求.在此基础上进行了高效焊接试验,与传统MIG焊方法相比可大幅提高焊接效率.