S31803双相不锈钢氩弧焊的工艺研究

为了保证双相不锈钢焊接后焊缝、热影响区及母材的性能,特别是铁素体的含量、化学成分和耐腐蚀性能,满足标准和规范要求,文中对S31803双相不锈钢的化学成分、力学性能及母材焊接性进行分析,采用钨极氩弧焊进行焊接,热输入控制在0.5~2.5 kJ/mm,并通过控制层间温度、预热及焊接材料的选择,完成双相不锈钢氩弧焊工艺评定,得到了焊接性能优良的焊接接头。

钛的氩弧焊、激光焊和等离子弧焊的实验研究

采用氩弧焊、激光焊和等离子弧焊焊接钛支架杆，与母材对照，测试其力学性能、显微硬度，并做金相分析、电子断口分析，测试数据经统计学处理。结果显示：钛的氩弧焊、激光焊基本满足修复体焊接要求。

MGH956合金板材电子束焊和氩弧焊的接头组织与性能研究

对MGH956合金板材的电子束焊和氩弧焊接头组织及其室温～1100℃的拉伸性能进行了研究。采用光学显微镜和扫描电镜对接头组织和拉伸断口的检验结果表明:电子束焊和氩弧焊使母材中原有超细的氧化物弥散强化相明显粗化,接头组织中有更粗大、且取向与母材原始晶粒取向相垂直的晶粒生成,以及不可避免地留有孔洞。组织上的改变导致接头不仅800℃以上的高温强度明显降低,而且低温脆性倾向明显加剧。MGH956合金板材电子束焊和氩弧焊的接头组织和拉伸性能表明,电子束焊具有明显的优势,具备工程应用的潜力。

双丝间接电弧焊的电弧形态

用高速摄像系统及示波器对双丝间接电弧气体保护焊的电弧形态进行了研究。结果表明,双丝间接电弧气体保护焊在两丝端部形成电弧,其电弧本质仍然是气体放电的一种表现形式。焊接电流、电弧电压及两焊丝交点与工件间距离对电弧形态产生较大的影响,随焊接电流的变化,电弧形态会发生不同程度的集中与分散的变化;电压越大电弧越明亮电弧的形体也越大;两丝交点与工件间距离越小,电弧越集中并且变得短而亮。燃烧过程中电弧电压随时间而周期性变化,相应的电弧形态也随着时间发生周期性变化,电弧电压与电弧形态间有很好的对应关系。

双电极焊条单弧焊的电弧特性

针对双电极焊条单弧焊焊接新工艺 ,作者研究了其电弧静特性和双电极焊条的熔化特性 ,并用高速摄像机对双电极焊条单弧焊的电弧形态进行了研究。结果表明 ,双电极焊条单弧焊具有上升的电弧静特性 ,静特性曲线随两焊芯间距的增大而上移 ;在两焊芯间距合适的情况下 ,双电极焊条阴、阳极熔化速度可以保持一致 ,故双电极焊条单弧焊可使用交、直流电源 ,其熔化速度比单芯焊条的大并随焊接电流的增大和两焊芯间距的减小而增大 ;双电极焊条单弧焊电弧有多种形态。

不锈钢薄板高速钨极氩弧焊的研究

研究了不填丝高速钨极氩弧焊接304不锈钢薄板的可焊性,焊接速度分别为3、4、5、6、7、8、9和10m/min。工艺试验结果表明,提高薄板TIG焊的焊接速度是可行的,最高可以达到8m/min。对3～8m/min的试板进行了金相组织观察和力学性能测试。金相组织观察显示,焊缝组织致密,由奥氏体和少量的铁素体组成,无裂纹和其他缺陷。拉伸试验结果表明,与母材相比,高速焊接接头具有优良的抗拉强度,而伸长率稍有下降。杯突测试表明,接头具有良好的冲压加工性能。

钨极氩弧焊的小电流接触引弧方法

小电流接触引弧是目前钨极氩弧 (TIG)焊自动引弧的发展趋势 ,本文在分析了小电流接触引弧工作原理的基础上 ,指出影响引弧成功率的主要因素是短路电流和短路时间、热引弧电流和热引弧时间。同时 ,本文设计了一种采用单片机控制的适合于自动焊接设备的接触引弧系统。该系统具有控制精度高 ,可以很好地解决接触引弧过程中出现的夹钨等缺陷问题 ,更为优越的是该系统与弧长自动控制系统共用一套计算机硬件电路和执行机构 ,仅增加部分程序 。

双凹波形脉冲氩弧焊的焊接电源

主要介绍双凹波形脉冲氩弧焊电源的工作原理。电源采用方框外特性，提出了一种新颖的双凹形电流波形作为电源的静特性，并研究了电源动特性的影响及其控制。试验表明，此电源可以用于交流ＭＩＧ焊，不加任何稳弧措施即可实现电弧稳定，工艺性能良好。是一种发展前景广阔的弧焊电源。

双电极焊条单弧焊的熔化特性 Ⅰ.双电极焊条的加热和熔化

通过测量双电极焊条的动态温升等试验方法研究了双电极焊条单弧焊中双电极焊条的加热和熔化。研究结果表明，双电极焊条的熔化系数随焊接电流的增大、药皮重量系数和焊芯间距的减小而增大，是单芯焊条的2—3倍。加热和熔化双电极焊条的能量有焦耳效应产生的电阻热、电弧通过熔滴传给焊条端部的热；焊条的熔化主要依靠电弧的热量。在焊接终了时，随焊接电流增大，焊芯温度升高增大；对于200A的焊接电流。TE4303焊条的温度升高到750K以上；TE308—16焊条具有更大的温升和更快的熔化速度。电弧热在焊条上所形成的温度场一般集中在焊条燃烧的端部16mm以内。由于电阻热的作用，焊接终了时的熔化速度比焊接开始时快了约20％。

双电极焊条单弧焊的熔化特性 Ⅱ.电弧对两焊芯熔化的自调节作用

两焊芯熔化速度能否保持一致是双电极焊条单弧焊过程能否稳定进行的关键。研究表明,双电极焊条两焊芯熔化的一致性受焊条类型、焊接电流等因素的影响。双电极焊条两焊芯熔化一致的充分条件为U阳效等于U阴效,两者差值越大则焊芯熔化不一致程度越大。双电极焊条单弧焊电弧对两焊芯的熔化存在自调节作用,即电弧燃烧过程中两焊芯端部在电弧中的长度不等,两焊芯仍能保持等速熔化,使电弧燃烧过程能够稳定进行。电弧自调节作用原理是由于两焊芯端部在弧柱区的长度不同,伸入弧柱区中较长的焊芯从弧柱区获得更多的热量,而加快其熔化,从而起到电弧的自调节作用。一般随焊芯间距的减小及焊接电流的增大,电弧自调节作用增强。

高氮奥氏体不锈钢氩弧焊的重熔特征

焊接性是影响高氮奥氏体不锈钢(高氮钢)应用的一个重要因素。为了研究高氮钢的焊接特性,对此钢进行氩弧焊重熔试验,分析了熔融时间对焊缝特性的影响。试验结果表明,随着熔融时间的增加,焊缝中铁素体的含量增加。同时发现焊缝中存在热裂纹、气孔等焊接缺陷。低熔点硫化物共晶相是焊缝具有较强裂纹敏感性的主要原因。熔融时间显著影响焊缝中气孔的形成。

基于等离子弧焊的金属零件直接制造系统设计

金属零件直接制造技术目前已成为快速成形技术的研究热点和重要发展方向。基于等离子弧焊的金属零件直接制造技术是一种非常实用而且制造成本较低的直接快速制造金属全密度零件的方法。在分析金属零件直接制造原理的基础上,设计并开发了基于等离子弧焊的金属零件直接制造软、硬件系统,并采用该系统进行高温合金中空零件制造实验。实验结果表明,采用等离子弧焊直接制造系统可以得到成形良好、组织细密的金属零件。

钛合金薄板带热沉钨极氩弧焊的应变场

采用数值模拟和试验相结合的方法对比研究了钛合金常规钨极氩弧焊(GTAW)及带热沉的钨极氩弧焊,即动态控制低应力无变形(DC-LSND)GTAW焊接过程中纵向应变场的形态与发展历史。DC-LSNDGTAW焊接过程中,由于紧随热源之后热沉冷却介质的急冷作用,使得热沉作用部位产生强烈收缩,热源与热沉之间的极大温度梯度,对高温金属产生较强的拉伸作用,使得焊缝中拉伸塑性应变增大,近缝区压缩塑性应变减小,焊缝与近缝区的不协调应变减小。DC-LSND焊时,不但可以降低残余应变,减小变形;而且,在所选用的焊接条件下,DC-LSNDGTAW焊缝中甚至还可获得拉伸的不协调应变。

工艺参数对铜/钢异种材料等离子弧焊的影响

研究了1 mm厚铜/钢异种材料等离子弧焊中焊接电流、焊接速度、离子气流量等工艺参数对接头表面成形及抗拉强度的影响规律。试验得出抗拉强度随着工艺参数的增加呈现先增后减趋势,并确定了最佳工艺参数为焊接电流55 A,焊接速度0.3 cm/s,离子气流量0.7 L/min,该条件下接头抗拉强度可达176 MPa。

药芯焊丝电弧焊的焊缝成形系数

研究了ＣＯ２气体保护条件下，焊接规范参数对药芯焊丝电弧焊（ＦＣＡＷ）、实芯焊丝电弧焊的焊缝成形系数的影响及其规律，并分析了ＦＣＡＷ时焊缝成形系数大的原因。

药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡与相关技术特性

采用数码MOVIE照相技术,拍摄并电子记录了“O”形截面酸性渣系药芯焊丝电弧焊(FCAW)时的熔滴过渡行为,观察到不同工艺参数下的熔滴过渡类型有:短路过渡、大颗粒过渡和细颗粒过渡;还观察到FCAW具有周向旋转、非轴向过渡、滞熔和熔滴/渣滴分离过渡等熔滴过渡特性。研究表明,药芯焊丝电弧的径向能量分布梯度小、能量密度分布较均匀,这导致了其焊缝形状系数较实芯焊丝CO2焊接增大80%以上。

变极性等离子弧焊的嵌入式控制系统设计

采用以Cortex-M4为核心的微控制器STM32F407VGT6,设计了变极性等离子弧焊的过程控制及焊接数据采集系统。该控制系统实现了焊接过程中对焊接参数的输入、显示、调用、存储以及实际焊接参数的采集和监控功能,并实现了焊接过程中焊接参数的PID反馈调节。不仅能实现主站PC对焊机的远程控制,还可将微控制器采集到的焊接数据实时上传进行监测,并根据监测情况,实时修正焊接工艺参数,以达到更高的焊接工艺要求和获得更好的焊接质量。

双面电弧焊的凝固组织特征

探索了一种新的焊接方法──双而电弧焊在焊接各种材料时的特点。该方法利用两个常规的电弧在工件两侧同时施焊．焊接电流从一个焊炬通过工件流入另一个焊炬．除了具有会聚电弧、提高焊接熔透能力外、该焊接工艺还能够促进焊接凝固时的“柱状晶向等轴晶的转变”、改善焊缝组织、减少焊接气孔率．

不锈钢复合钢板基层采用埋弧焊的焊接坡口设计

不锈钢复合钢板焊接坡口不同于普通碳钢或低合金钢，设计科学实用、经济合理的焊接坡口对不锈钢复合钢板焊接尤为重要。以往不锈钢复合钢板焊接坡口形式主要是为采用手工电弧焊焊接基层而设计的。采用埋弧自动焊焊接基层，应专门设计焊接坡口形式。

基于等离子弧焊的低碳钢耐磨粉末堆焊工艺研究

研究了不同焊接工艺参数下的Fe90铁基粉末堆焊层的性能与组织.试验结果表明:在其它参数一定的条件下,加快送粉速度可提高堆焊层的硬度,并可减少堆焊层的磨损量;增大焊接电流也可提高堆焊层的硬度,并提高堆焊层的耐磨性,同时可使母材与堆焊层紧密结合,可提高堆焊层的使用寿命.确定的较佳焊接工艺参数为:保护气流量9L/min,离子气流量0.6L/min,送粉速度25g/min,送粉气体流量1.8L/min,焊接电流85A.