旋转电弧焊接技术研究进展

熔焊焊接时会不可避免地出现侧壁不熔、咬边、晶粒粗大等问题,导致接头性能较低。为更好地解决焊接中存在的问题,提出旋转电弧焊接技术。相对于普通焊接,旋转电弧中的旋转电弧耦合力在焊接时对熔池的搅拌破碎效应能加速焊缝中的传质传热,并细化晶粒减小焊缝残余应力,能解决焊接中常见问题,获得优质焊缝并提高焊接接头的使用寿命。主要综述了基于外加磁场、非对称钨极旋转电弧、缆式焊丝熔化极旋转电弧的研究现状,指出目前旋转电弧焊接技术还存在的问题,并对相关技术的应用前景进行展望。

基于田口方法旋转电弧焊接工艺参数优化

为减少旋转电弧角焊缝缺陷,提高工件焊接质量,采用基于minitab的田口方法设计焊接正交试验方案,以数理统计原理分析各焊接工艺参数对角焊缝质量影响程度及其交互作用,为后续焊接工艺和熔池研究提供优化工艺参数。优化结果:焊接电压24 V、焊接电流150 A、焊接速度30 cm/min、电弧旋转频率16.5 Hz、干伸长10 mm、气体流量15 L/min为最佳参数组合,且在各个焊接参数中干伸长对焊缝成形质量的影响最显著。利用优化后的工艺参数进行试验,可获得质量良好的角焊缝,满足工件使用要求。结果表明,该方法可为合理选择焊接工艺参数和保证焊接质量提供参考依据。

外拘束角接头旋转电弧焊接应力应变分析

为探究旋转电弧角焊焊接残余应变分布规律,控制工件变形,分析对比了三维多体耦合模型与外拘束力模型两种拘束模型下工件残余应力与变形.首先,设定模型间的接触关系,建立了由焊件、工作台和夹具组成的三维多体耦合模型;然后,通过设定工件上节点区域法向压力和位移约束,建立了外拘束力模型;再采用热—力直接耦合法,基于上述两种模型,运用ANSYS软件模拟了旋转电弧焊接变形,获得了两种模型下残余应变曲线,并进行试验验证.结果表明,三维多体耦合模型的焊件应变曲线更接近试验结果,并且其焊接残余应变范围及峰值均较平缓,为优化焊件装夹方式来控制旋转电弧角焊变形提供参考依据.

磁控旋转电弧焊技术在管件焊接的研究进展及应用

介绍了磁控旋转电弧焊的工艺特点和原理,综述了目前磁控旋转电弧焊在焊接工艺试验、焊接性能测试、焊接质量评价和焊接过程仿真的研究进展及其应用。研究结果表明,磁控旋转电弧焊焊接参数较多,参数之间存在相互影响;不同材料厚度、实心或空心都会对磁通密度产生影响,改变电弧速度进而影响焊接质量;磁控旋转电弧焊受磁通密度的影响较大,只适用于磁性材料的焊接,在非磁性材料应用几乎没有。最后展望了磁控旋转电弧焊未来的研究和发展方向。

球墨铸铁与钢的磁控旋转电弧焊接

汽车稳定杆可以球墨铸铁管和合金钢管作原材料采用焊接工艺制造,但由于两种材料化学成分差异较大,焊接困难。采用磁控旋转电弧焊工艺对6 mm厚的GGG40球墨铸铁管和E355合金钢管进行了对接焊,随后对焊接接头进行了宏观检验、金相检验、拉伸试验、断口分析、显微硬度测定和疲劳试验。结果表明:焊缝组织较细小,球墨铸铁侧组织与母材有较大差异;接头的平均抗拉强度为361.4 MPa,为母材强度的90.3%,最高硬度远高于母材,为402.6 HV0.1;采用MIABW工艺焊接的球墨铸铁-合金钢汽车稳定杆疲劳试验1 290次循环未发生断裂。

水下旋转电弧焊接参数对焊缝形态的影响

为了获得良好的焊缝成形,保证焊接质量,研究了水下旋转电弧的焊接工艺规范对焊缝尺寸的影响。选取焊接电流、焊枪旋转半径、焊枪高度、旋转频率为正交试验的四个因素,设计四因素三水平正交试验表。对获得的数据集建立回归方程组,拟合熔宽、熔深与焊接电流、焊枪旋转半径、焊枪高度、旋转频率四个因素的关系,试验结果表明,拟合方程能准确地模拟实际情况。对熔宽及熔深进行敏感性分析,熔宽对焊枪旋转半径的调节灵敏度较高,熔深对焊枪高度的调节灵敏度较高。

基于SVR的旋转电弧焊接形态预测模型(英文)

提出了SVR算法建立旋转电弧焊接形态的算法。旋转电弧焊接过程是一个多因素耦合的过程,有必要建立关于旋转电弧焊接的焊缝形态预测模型。选择旋转频率、旋转半径,焊枪高度和焊接电流的四个主要变量作为模型的输入,焊缝的宽度和深度作为输出。试验结果表明,基于SVR建立的焊缝形态预测模型在小样本训练数据的情况下具有较高的精度。

新型窄间隙MAG旋转电弧传感焊缝偏差提取算法

针对旋转电弧窄间隙MAG焊多层单道焊时坡口变化平缓,传统电弧传感方法灵敏度下降的缺点,提出了1种新的电弧传感偏差提取算法.对通过实验获取的U形底对接坡口不同焊缝偏差下的电弧信号进行分析,得出偏差的大小和方向与1个旋转周期内电流极值的数目和分布有很好的对应性,并通过Matlab仿真进一步验证上述关系的合理性和可靠性.由此,提出了1种基于电流极值数目和分布的焊缝偏差提取算法.该算法仅与极值分布和大体位置有关,克服了坡口加工误差或坡口变化变缓所带来的不利影响.

旋转电弧GMAW堆焊短路过渡熔池动态仿真

为探究旋转电弧GMAW堆焊短路过渡时熔池的温度和对流分布规律,利用Flow-3D软件建立三维数学模型,采用球形旋转热源模型,考虑重力、熔滴拖拽力、表面张力、浮力作用,模拟了堆焊状态下,工件材料为Q235的旋转电弧GMAW短路过渡的熔池成形规律.采用流体体积法追踪熔滴过渡和熔池表面的自由变形,并分析熔滴进入熔池时熔池内部温度场和流场的变化.结果表明,熔池形成过程中,旋转熔滴对熔池有搅拌作用,并使熔池内部液态金属活性增强,流速变快,熔池内部液态金属体积变大,熔池的宽度变大.模拟预测的焊缝尺寸、形状与试验吻合良好.为优化焊接工艺参数、改善旋转电弧GMAW堆焊焊缝质量提供参考依据.

10Ni5CrMoV钢旋转电弧窄间隙GMAW研究

采用旋转电弧窄间隙GMAW焊接方法对40mm厚10Ni5CrMoV钢进行了焊接。对焊接接头形貌、接头组织、硬度、低温冲击韧性及抗拉强度分别进行了观察和测量。结果表明:焊缝成形较好,没有缺陷,焊缝组织由粒状贝氏体和铁素体组成,焊缝内硬度比较均匀,低温冲击韧性和抗拉强度均符合使用要求,成功实现了大厚板10Ni5CrMoV钢旋转电弧窄间隙焊接。

基于单片机80C196的旋转电弧跟踪控制系统

介绍了自行开发的旋转电弧焊缝自动跟踪系统 ,采用性能更高的 80C196KB单片机实时控制。提出动态采样区域法进行离散采样、数字滤波 ,实现焊缝双向跟踪 ,使系统抗干扰能力强。所开发的系统可直接应用于生产上。

基于旋转电弧的窄间隙横焊打底工艺

【目的】J型铺设是最适合深水的海底管线铺设和海洋立管安装方法,常采用管道自动焊接装备完成横向环焊缝摆动焊接。针对摆动电弧P-GMAW横焊打底层焊缝成形不对称、背部成形一致性差等问题,提出了基于旋转电弧的窄间隙横焊表面张力过渡(Surface tension transfer,STT)打底工艺方法。【方法】以X65管线钢板材对接窄坡口为试验对象,模拟深水立管J型铺设焊接过程。【结果】基于Minitab的田口方法,建立了正交试验模型,通过焊接工艺试验,探究窄间隙横焊STT打底层焊接工艺规范及不同工艺参数组合对焊缝成形的影响规律。【结论】打底层焊缝背部成形一致性好,无未熔合、未焊透等缺陷。

用高速旋转电弧信号进行焊缝的模糊跟踪

本文介绍了高速旋转电弧焊进行的角焊缝跟踪的计算机应用技术，主要内容有旋转电弧传感器获取焊距与焊缝偏差信号的机理和方法，进行焊缝跟踪的模糊控制的分析与推算以及以８０９８单片机为主体的控制系统软硬件构成。