激光-电弧复合焊接的坡口间隙桥接能力

为推动激光—电弧复合焊接的工程应用，对其接头间隙桥接能力进行了系统研究。结果表明：激光一电弧复合焊接具有很强的间隙桥接能力，板厚4mm时最大可焊间隙量为1．8mm，板厚6mm时最大可焊间隙量为2．8mm；存在获得良好焊缝成形的接头间隙范围，板厚4mm时接头间隙范围为0．5～1mm，板厚6mm时接头间隙范围为0．6～1．2mm；电弧电流能够同时改变电弧压力、熔池重力、母材和填充材料熔化数量及坡口间隙两边熔化母材的熔合状况，是提高复合焊接可焊间隙量的关键因素；在相同焊速下，较高的电弧电流有利于厚板可焊间隙量的提高，薄板则需要相对较低的电弧电流来提高可焊间隙量。

采用激光线光源的焊接坡口间隙视觉检测

针对生产过程中焊件的加工装配误差、焊件热变形等因素导致的焊接坡口间隙变化从而影响焊缝质量的问题,设计基于激光线性光源的焊接坡口间隙视觉检测系统.运用LabVIEW的Vision Builder AI 3.0图像处理模块对焊接坡口间隙变化进行实时测量,实现坡口间隙变化视觉信号的图像采集和检测.实验表明,焊接坡口的检测精度和实时性可以满足焊枪姿态、焊枪摆动角度和焊接过程中焊接规范的实时修正与控制要求.

不同拘束条件下坡口间隙对焊接变形的影响

坡口间隙的存在及其在不同拘束条件下会对焊接变形产生不同影响.以平板对接多层多道焊为研究对象,将坡口间隙作为考虑因素添加到焊接数值模拟模型中,采用试验测量与焊接仿真相结合的方法,在不同拘束条件下研究坡口间隙对焊接变形的影响效果,为进一步利用数值方法解决焊接变形问题提供了参考依据.结果表明,相同拘束条件下,有无坡口间隙对焊接变形趋势影响并不明显,但对残余变形数值大小影响显著,且在弹簧拘束条件下焊接变形结果差别最大;被焊平板存在坡口间隙时,弹簧拘束条件下的模拟结果与自由状态下焊接试验获得的焊接变形结果最为一致.

中部槽构件摆动电弧窄间隙GMAW焊接接头组织及性能研究

采用摆动电弧窄间隙GMAW对中部槽所用50 mm厚ZG/NM异种钢组合进行了非对称填充式双面焊接。焊后在垂直于焊缝方向切取金相试样进行微观组织观察,同时取样进行力学性能测试,包括硬度测试和拉伸试验。试验结果表明:摆动电弧GMAW有效抑制了侧壁未熔合缺陷,未出现裂纹;不同填充层由于焊接规范差异,导致组织有所不同;所表征各填充层拉伸性能表现良好,与填充金属性能相当,其中深U型一侧底层强度最高,单道V型填充层强度介于U型顶部与底部之间;接头填充金属的硬度随位置发生变化,从U型一侧到V型一侧,硬度值逐渐降低。不同填充层,母材硬度值最高,填充金属硬度值最低,接头强度与硬度的差异主要归因于焊缝金属中铁素体的含量与形态。

变间隙MAG焊熔透状态的粗糙-模糊控制方法

正面熔池与熔透状态之间存在一定的对应关系.然而与熔透状态潜在相关的熔池特征众多,如何去除冗余特征,建立一个反映熔池特征与熔透状态对应关系的简洁的知识模型,对实现焊接熔透在线控制具有重要意义.提出一种焊接熔透状态的粗糙-模糊控制方法,并在变间隙MAG焊接实验中进行验证.给出2种基于变精度粗糙集的属性约简算法,以求解表征熔透状态的熔池最小特征集.通过变间隙-电流焊接试验建立熔透状态决策信息系统,引入2个用以描述熔池尾部尖削程度的形状参数,基于粗糙集知识约简和规则提取算法获取熔透状态分类规则.构建熔池尾宽系数的模糊控制模型,利用最小化模糊熵来构造误差论域上的隶属函数.通过2组变间隙焊接实验对该控制模型进行验证,结果表明,闭环控制下焊缝背面熔宽均匀一致,符合焊接规范要求.

窄间隙坡口激光-MAG复合焊温度场数值模拟

采用激光电弧复合焊焊接窄间隙坡口钢板,坡口会影响激光光致等离子体及电弧形态,从而改变能量密度分布。采用数值模拟手段,综合考虑激光与电弧的相互作用以及窄间隙坡口对等离子体及电弧的压缩作用,建立激光-MAG复合堆焊热源模型和适用于窄间隙坡口的激光-MAG复合焊接热源模型,并分别进行堆焊和窄间隙坡口对接焊的温度场数值模拟。结果表明,两种热源模型的模拟所得焊缝形状与实际焊接焊缝熔合线相符性良好,熔宽、熔深相近,窄间隙坡口对温度场分布有重要影响。

汽轮机隔板窄间隙深坡口MAG自动焊接的工艺研究

隔板是汽轮机的核心部件,其焊接方法不仅直接影响焊接质量及焊接效率,同时也间接影响汽轮机的运行稳定性及运行效率。通过多次隔板窄间隙深坡口MAG自动焊接试验,介绍了隔板窄间隙焊接的工艺方法。

TP321钢管的窄间隙热丝TIG焊

为了提高厚壁管道的焊接效率、改善管道服役过程中接头的耐蚀性能,采用窄间隙热丝TIG焊方法,对406 mm×30 mm的TP321钢管进行全位置自动焊接.研究了窄间隙坡口参数的匹配以及影响焊缝成形的主要焊接参数的匹配,并分区域对管道进行焊接.结果表明,当坡口间隙为1 mm、钝边厚度为2.5 mm、坡口底部宽度为9-10 mm时,打底焊缝成形良好;坡口角度为4°-5°时,未出现倒坡口及未熔合缺陷;全位置焊接过程中,当焊接位置处于立向下时,焊接电流应比平焊时的大,立向上焊接位置则相反;当焊接位置处于仰焊时,与平焊相比应适当增加焊接热输入.所得焊缝在各个区域成形良好,RT检测合格.

DILLIMAX690E钢超窄间隙熔化极气体保护自动焊

采用超窄间隙熔化极混合气体保护自动焊接技术,以厚板DILLIMAX690E钢与国产焊丝为对象,依据相关国家标准对690钢超窄间隙MAG焊接头进行了拉伸、侧弯和冲击试验,分析了接头各区显微组织、微区硬度和宏观形貌.结果表明,用超窄间隙熔化极混合气体保护自动焊工艺,在较小焊接热输入下,实现了对低合金调质高强钢DILLIMAX690E厚板的焊接,熔合良好,成形美观,焊态的焊接接头综合力学性能良好,同时实现了高效焊接.

核电CV厚板窄间隙摆动自动焊接工艺参数研究

CAP1400核电站CV模块钢板(SA-738 Gr.B)窄间隙自动焊具有填充量小、焊接效率高的特点。首先采用特制的窄间隙焊枪开展单一变量试验,研究窄间隙坡口内摆动速度、侧壁停留时间、焊接电流、焊接速度和焊丝尖端到侧壁距离等参数对焊缝熔深、余高和侧壁熔深的影响规律。结果表明,在窄间隙坡口内,摆动速度对焊缝熔深的影响最大;焊接电流和焊接速度对余高影响最大;焊丝尖端到侧壁距离对侧壁熔深影响最大,并确定了最优焊接参数范围。其次采用最优参数对试板进行焊接并测试其力学性能,结果表明,其拉伸性能及冲击性能均高于母材要求值。这为后续进一步进行CV窄间隙自动焊工艺工程应用研究提供了理论基础和参考。

基于Simufact Welding的等高齿弧锥齿轮铣刀盘焊接数值模拟

利用Simufact Welding焊接仿真软件对等高齿弧锥齿轮铣刀盘的焊接进行模拟仿真。通过改变焊接坡口间隙进行变量控制,使用激光填丝多层单道焊接方法在其他焊接参数相同条件下进行焊接,得到坡口间隙为2mm时焊接变形量与残余应力最小的结论。

TP347不锈钢管的全位置高频窄间隙热丝TIG焊工艺

针对材质为TP347φ406×60 mm的不锈钢管进行全位置高频窄间隙自动焊接。分析窄间隙坡口尺寸和焊接工艺参数对焊缝成型的影响,试验结果表明,焊接接头的抗拉强度、低温冲击韧性、低温裂纹尖端张开位移值均满足要求。

电弧喷涂铝的耐候钢无间隙焊接工艺及耐腐蚀性能研究

采用无间隙坡口对表面电弧喷涂铝的P355-NL1耐候钢板进行了CO_2气体保护焊。对焊接试样进行拉伸强度测试和盐雾腐蚀性能试验,并与无涂层焊缝试验结果进行对比,采用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)对热喷涂铝涂层耐候钢板焊接接头的显微组织和成分进行分析。结果表明:焊缝中针状及块状的先共析铁素体沿柱状晶界分布;针状铁素体向晶内生长,并在铁素体基底上有粒状贝氏体存在;熔合区很窄,在过热区白色的为粗大的铁素体,黑色的为珠光体;焊缝中w(Al)为0.16%,铝元素具有较强的晶粒细化作用;铝元素向焊缝内部经历3个成分起伏,表面及内部较高的铝含量使焊接接头具有较好的耐腐蚀性能;无间隙焊缝的背面盐雾试验后颜色无明显变化,两试板焊缝背部表面无氯元素存在,铝涂层结合致密,表面有大量的铝存在,表明盐雾试验后涂层仍具有一定的抗腐蚀性能。

昆山华恒热丝及窄间隙焊接技术

昆山华恒焊接股份有限公司是国内领先的自动化焊接/切割系统供应商,作为国家高新技术企业和江苏省焊接装备工程技术中心,华恒一直保持行业内的市场和技术领先地位,并以自身强大的技术创新能力、制造集成能力和完善的服务保障体系服务于工程机械、机车车辆、煤炭机械、航空航天、军工、锅炉、压力容器、石化、核电、食品医药、管道建设和电力建设等行业。

基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测

针对工字梁、箱梁等焊接结构自动化生产中工件偏移和偏转问题,提出了一种基于激光位移传感器的角焊缝位姿检测方法。建立了角焊缝位姿的弧长模型,分析了角焊缝位姿对弧长的影响规律;基于傅里叶分析,提出了角焊缝位姿解耦算法,实现了对角焊缝横向偏差、纵向偏差、坡口角度和工件偏转角度的检测;通过对存在坡口间隙和定位焊缝的角焊缝进行位姿检测试验。结果表明,所提出方法具有检测误差小、抗干扰能力强等优点,在焊接自动化生产中具有良好的应用前景。

基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别

针对大梁自动焊过程中焊缝坡口角度、工件偏转、坡口间隙、定位焊缝等因素,容易造成焊缝偏差识别结果不准确或难以识别的现状,提出了一种基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别方法,建立了大梁焊缝坡口弧长模型,在特征谐波检测法基础上,利用各谐波分量之间线性空间关系,提出了大梁焊缝偏差解算方法,消除了坡口角度和工件偏转等非偏差因素对偏差检测的干扰.对某集装箱大梁纵缝进行焊缝偏差识别试验.结果表明,该方法对坡口间隙和定位焊缝具有良好的抗干扰能力,为大梁自动焊偏差识别提供一种新的理论和实践参考.

N610E钢制10万m^3原油储罐组焊技术

N610E钢属ReL≥490 MPa调质高强钢,可适用于100 kJ大线能量焊接,首次应用于10万m3大型原油储罐的建造,钢板经检验和复验各项性能优良。设备的焊接工艺评定按JB 4708—2000和GB 50128—2005进行,数量较多,程序复杂。现场组焊遵循有关标准规范,尤其是通过调整壁板纵缝坡口型式和间隙控制了气电立焊线能量,结果表明N610E各项性能均满足10万m3大型原油储罐的建造。

低合金钢单面焊双面成形焊接工艺

对低合金钢对接GTAW单面焊双面成形横焊位焊接工艺开展分析研究。通过设计焊接坡口形式及坡口间隙尺寸,确定合理的焊接工艺参数,有效控制对接试件的错边量,背面焊缝成形较好,焊后经MT/UT无损检验及理化性能检测均满足技术要求。低合金钢单面焊双面成形焊接技术已成功应用在蒸汽发生器产品上。

基于ACFM技术的焊缝跟踪传感器空间磁场建模

针对窄间隙I形坡口对接焊缝因其结构特殊性而缺乏直接有效的跟踪方法这一难题,设计了一种基于交流电磁场检测(ACFM)技术的新型焊缝跟踪传感器.建立了传感器焊缝表面感应电流的三维空间简化磁场模型,推导出了空间磁场磁感应强度计算解析式,利用MATLAB软件分析了三维方向的磁感应强度分布规律,重点分析工件焊缝引起的磁场畸变信号与焊缝位置之间的内在联系,采用近似二次多项式曲线拟合表征垂直焊缝方向磁感应强度Bz与焊缝左右偏离距离两者的数学关系,提出了一种新的焊缝偏差检测方法,为I形对接坡口焊缝自动跟踪系统的设计提供理论依据.