不同焊接方法下燃料元件包壳用ODS钢焊接接头界面演化规律

ODS钢具有优异的高温力学性能、抗辐照性能和抗热蠕变性能等,是最有潜力的下一代核反应堆包壳候选材料之一。ODS钢的焊接技术主要包括熔焊、钎焊、压力焊等,根据核燃料元件包壳结构,选择电子束焊接、旋转摩擦焊及脉冲电流辅助扩散焊三种焊接方法进行对比研究,并对ODS钢焊接接头微观形貌演化进行分析,揭示了最优焊接方法及界面形貌演化规律。结果表明,电子束焊接及旋转摩擦焊接工艺下,焊接接头的晶界处均有Y_(2)O_(3)析出,而采用脉冲电流辅助扩散焊无氧化物析出和团聚,对于Fe-Cr系ODS钢有突出优势。因此,脉冲电流辅助扩散焊在抑制ODS钢中纳米氧化物的析出、团聚和减少接头变形等方面具有显著优势,是一种适合ODS钢焊接的高质量焊接方法。

核电站控制棒驱动机构Canopy焊缝焊接温度场和应力-应变场模拟

目的研究机加工和拉拔2种成形方式下得到的填充环对Canopy焊缝的影响,获取焊接焊缝成形、焊接残余应力和变形的相关数据,以指导Canopy焊缝焊接工艺。方法采用数值模拟的方法,建立Canopy焊缝焊接数值分析模型,模拟焊接温度场、焊接残余应力和焊接残余变形。结果拉拔成形环焊接熔池高度为9 mm,机加工成形环焊接熔池高度为8.3 mm;机加工成形环焊接最大残余应力为255.6 MPa,而拉拔成形环焊接最大残余应力为277.8 MPa,均出现在管座紧贴焊缝的位置;机加工成形环焊接残余变形为0.19 mm,拉拔成形环焊接残余变形为0.186 mm,最大残余变形均出现在焊接起始位置附近,在焊缝与管座交接的位置。结论熔池形貌直接影响了热影响区域的大小,拉拔Y型环焊接熔池高度更大,焊接的热影响区域更大;拉拔Y型环焊接残余应力略大于机加工Y型环焊接残余应力;机加工成形环和拉拔成形环焊接残余变形相近。

波形钢腹板梁T形接头焊接仿真分析与试验研究

为了解决波形钢腹板梁焊接温度场和残余应力分布尚不明确的问题,本文基于Simufact Welding软件建立三维有限元模型,对其T形接头的焊接温度场和残余应力进行了预测,并对模拟结果进行了试验验证。波形钢腹板梁的焊接温度场分布与熔池中心距离有关,距离熔池中心越近,温度梯度越大;焊接残余应力以纵向残余拉应力为主,而横向残余应力的应力水平相对较低,拉压应力共存;焊接速度和底板厚度的改变只会影响残余应力的峰值大小,不会影响残余应力的分布规律。结果表明:数值模拟结果和试验实测值吻合良好,数值模拟可靠。

大型钻探设备支承底盘焊接工艺优化研究

大型支承底盘作为大型钻探设备的支承平台,通常由大量钢板通过焊接装配而成,焊接残余应力和残余变形会对底盘的强度和刚度产生一定的影响。本文运用有限元分析方法,选取高斯移动热源,针对大型支承底盘中具有代表性的T形焊接接头建立了有限元模型,分别采用4种不同的焊接顺序和焊接速度,分析了其对焊接应力和变形的影响,得到了优化的焊接顺序和焊接速度。在此基础上,对底盘的整体焊接方案做出优化,对比分析了优化前后的焊接应力和变形,结果表明:优化后残余应力减少了约7%,最大变形减少了约26%。研究成果可为焊接工艺的制定提供参考。

细长不锈钢筒体焊接工艺研究

针对某大型实验装置细长不锈钢筒体产品结构特点及焊接工艺难点,优选焊接方法及工艺参数,提出了筒体焊接结构优化拆分及加工方案。设计带止口定位的UY形接头。利用车床卡盘、中心架、尾座作为细长不锈钢筒体对接焊的装夹固定方案,有效解决了细长不锈钢筒体焊接难组装、难固定、难变位、易歪斜的难题。建立了细长不锈钢筒体对接焊仿真模型,模拟分析弯曲变形规律及焊接变形收缩量,为焊接变形控制、焊前留量、焊接弯曲矫正提供重要的理论依据。提出了基于远端外圆跳动的随焊实时补偿技术,将焊接、检测、弯曲矫正有机融合,大幅提高了加工效率,实际应用表明,随焊实时补偿技术能较好的控制细长不锈钢筒体焊接轴向弯曲变形。

焊接机器人在除尘器生产制造中的应用

0引言在当前我国社会发展的过程中,焊接技术已经被人们广泛地应用到了各个领域中,这也需要大量的劳动力来从事焊接工作。但随着人口老龄化的增多,新老焊工的断层,许多机械加工企业都面临招工难、用工难的尴尬局面。焊接机器人是从事焊接作业的工业机器人,是工业生产中重要的自动化设备。作为近代焊接技术的一项重要发展,它不仅可以提高焊接生产效率和焊接质量,同时改善了工人的工作环境,降低了工人的劳动强度。

水轮发电机组钎焊焊接工艺研究及应用

定子线棒端部及汇流环焊接是发电机安装中的关键过程,质量好坏将影响机组的安全、稳定运行。随着电气焊接技术的不断发展、更新,在大型机组的线棒端部及汇流环焊接中,中频感应硬钎焊已成为最流行、便捷、质量也容易控制和保障的接头焊接方式,只要在焊接工艺上精益求精,同时注意焊接时间和温度的控制,就能使焊缝饱满,获得优良的质量保障。本文就钎焊原理、加热方法及机组安装时的焊接工艺等作了逐一介绍。

机器人撑起智能焊接产业“半边天”

谈起焊接工艺,大部分人首先会想到金属面罩、四溅的火星和令人不适的噪音。其实,工厂内大部分高强度、高专注度的焊接工作已被焊接机器人所接替,焊接机器人已历经从示教焊接到离线编程焊接,再到免示教焊接的智能化进程,有力拉动产业数字化技术创新,保障工业经济平稳增长。

航空工业机械制造中的特种焊接技术探析

以航空工业机械制造中的特种焊接技术为切入点,分析了激光焊接、电子束焊接、惯性摩擦焊接、真空钎焊等技术的原理、工艺流程和应用情况,研究了技术的优势,为航空工业机械制造中的焊接技术提供参考.

基于固有应变的旧钢桥加固焊接应力和变形分析

文章针对某大型桥梁实际加固修复焊接,利用独自开发的焊接变形分析系统软件,预测不同工艺和工况条件下大桥的应力和变形,获得不同条件下桥梁变形和应力的分布规律,确认该大型桥梁加固焊接施工方案的安全性。同时,该文为实际焊接工艺的优化提供了技术解决方案。

航空铝合金激光焊接关键工艺参数与应力场关系

激光焊接工艺参数不仅影响铝合金结构件的残余应力,而且影响其服役性能,探究参数与应力场的关系对提高焊接结构件的质量具有重要的意义。采用圆锥热源模型对厚度为5 mm的7075-T7351铝合金板材进行激光焊接数值模拟,分析焊接速度和激光能量两个关键参数对焊接残余应力场的影响规律,并借助实验验证模拟结果的准确性,揭示7075铝合金激光焊接工艺参数与应力场的关系。研究结果表明:残余应力会随着焊接速度的增加而不断增大,但当焊速超过一定值后焊核区应力不再增加,最大应力逐渐向两侧扩展;激光能量越大,导致残余应力降低且最大残余应力分布区域逐渐扩大;获得7075铝合金激光焊的最佳工艺窗口,焊接速度5~7 mm/s,激光焊接能量70~100 J/mm。所得研究成果在7075铝合金激光焊接工艺优化的周期缩短和成本降低方面具有一定的价值和意义。

送进式焊剂片约束电弧超窄间隙焊接工艺参数匹配

为探究送进式焊剂片约束电弧超窄间隙焊接的工艺参数匹配,自主设计制作了一套送进式焊剂片约束电弧超窄间隙焊接装置,以提高焊接过程稳定性和自动化水平。利用瞬间中断电弧的方法保留了熄弧位置处焊缝形态和焊剂片末端熔化形貌,发现焊接电压和焊剂带送进速度都是通过改变焊剂片对电弧的作用长度来影响焊缝成形,焊剂片对电弧的作用长度可表现为焊剂片对电弧固壁约束面积。通过改变焊剂带送进速度和焊接电压进行了试验研究,结果表明,当焊剂片对电弧固壁约束面积适中时,电弧集中加热区域会下移至间隙底部和侧壁根部,获得根部熔合良好的焊缝;当焊剂片对电弧固壁约束面积较大时,电弧受约束程度过强,电弧加热区域集中在间隙底部,分布于侧壁根部电弧热量很少,焊道上部会有熔池堆积;当焊剂片对电弧固壁约束面积较小时,电弧受约束程度较弱,会沿侧壁攀升导致加热区域集中在两侧壁上,很难在坡口根部形成有效熔池,最终形成孔洞焊缝。确定了最佳的焊接电压范围为21.5~24.5 V,焊剂带送进速度2.1~2.6 mm/s,利用该参数进行超窄间隙单道多层焊接可以获得成形良好的焊缝。

波形钢腹板梁焊接残余应力分布及试验验证

为研究波形钢腹板梁焊接残余应力的分布规律,通过有限元软件建立其三维热弹塑性模型,利用热-力耦合分析技术对其焊接温度场和应力场进行有限元数值仿真,采用双椭球体热源和修改单元材料属性的方法实现能量输入和焊缝填充,并将模拟计算结果与实测值进行对比分析.结果表明:有限元预测的波形钢腹板梁残余应力分布与实测结果具有相同趋势,在波形钢腹板梁焊缝的弯折角处,残余应力发生一定幅度的连续应力波动;底板和腹板的残余应力峰值均出现在焊缝中心区域,其值分别为材料屈服强度的1.30倍和1.26倍;底板纵向残余拉应力在焊缝中心线两侧78 mm范围内急速下降后缓慢过渡为压应力,在底板较窄一侧压应力线性增大,最大值约为材料屈服强度的0.61倍;在底板较宽一侧压应力线性减小,并在边缘处转化为拉应力;焊接速度对残余应力分布扰动不大,而对残余应力峰值影响较显著;当焊接速度从150 mm/min增加至250 mm/min时,横向和纵向的残余应力最大值分别增加了27.11%和5.88%.

核电厂定位销局部干法水下TIG焊接工艺

以核电厂定位销水下焊接为研究对象,研制双层气体保护的局部干法水下TIG旋转焊枪,运动轨迹通过直流电机带动钨极绕固定直径转动实现.对核级材料Z2CN19-10控氮奥氏体不锈钢进行焊接,研究局部干法水下TIG焊接焊缝成形,优化工艺参数,结合热循环曲线及电弧形态,分析焊接接头显微组织及力学性能.结果表明,当焊枪的内层和外层保护气均通氩气时,焊缝成形良好,电弧形态稳定;增大焊接电流或减小焊接速度均使焊缝熔深增大,熔宽增大;对比水下焊接接头和陆上焊接接头发现,水的快速冷却作用会促使熔合线附近的铁素体的形态由树枝状转变为板条状,奥氏体含量减少,焊缝中心晶粒细化;水下焊接接头的显微硬度和力学性能略高于陆上焊接接头.

压力管道工程中有关焊接诸多认知误区和盲区浅析(二)——焊接工艺和焊接材料

结合国内工业压力管道焊接的现实情况,对焊接工艺评定、焊接方法、焊接材料、保护气体,预热和层间温度控制、焊后热处理以及焊补的补充规定。两大类异种金属焊接的特点和规律,以及P No.1~PNo.5与奥氏体不锈钢和镍基合金之间的异类异种钢坡口对接焊缝的焊接。

ER50-6焊丝激光焊接Q345B/304异种钢接头组织与性能

目的研究异种钢激光填丝焊接工艺对焊接组织与性能的影响规律,以降低Q345B/304异种钢激光焊接的成本,扩大异种钢激光焊接的应用范围,使其能够满足使用要求,实现Q345B/304异种钢激光焊接低成本的产业化应用。方法采用便宜的ER50-6碳钢焊丝代替价格高昂的ER308L不锈钢焊丝以及不锈钢药芯焊丝对Q345B/304异种钢进行激光焊接,主要采用填丝ER50-6焊丝对5 mm厚的Q345B/304异种钢板进行激光焊接,再结合焊缝区、熔合区及热影响区的纳观-微观-宏观多尺度表征和测试结果,研究不同工艺参数下焊接接头的组织与结构,同时结合焊接工艺参数和多尺度的表征结果,研究焊接接头硬度、焊缝中元素分布、物相特征、力学性能的变化规律。结果当激光功率为4.5 kW、焊接速度为6 mm/s、焊丝直径为1.2 mm、装配间隙为1 mm、送丝速度为2.5 m/min时,焊缝成形最好,且在焊缝中没有出现大量的M_(23)C_(6)和σ等有害相,焊接接头的力学性能等也完全满足使用要求。结论采用ER50-6焊丝对Q345B/304异种钢进行激光焊接,能够得到完全符合质量要求的焊接接头,且降低了焊接成本。

《金属材料焊接》课程“三教”改革的探索与实践

《金属材料焊接》课程立足于焊接工艺制订、焊接操作等岗位能力需求,依托国家级协同创新中心,对接国家专业教学标准、人才培养方案,参考金砖国家职业技能大赛赛项规程、“1+X”职业技能等级证书认证标准等要求,由校企双导师教学团队分析企业工作任务,转化为教学项目,融入“感悟工匠精神,捍卫质量安全,立志技能报国”的思政主题,按照“真岗实境,循环递进”的教学模式,通过精品在线开放课、实训基地、实时投屏等信息化教学资源和技术组织教学,以产品检验、技能大赛、1+X证书等标准为评价体系开展评价,实现校企“双元育人”,有效达成了“厚基础、精技能、擅创新”的教学目标。

1000 MPa级高强钢国产自研实心焊丝焊接工艺研究

针对国产自研的1 000 MPa级高强钢实心焊丝的熔化极气体保护焊工艺进行了系统性试验与分析。深入探讨了焊接电流和预热温度对接头微观组织、硬度分布以及力学性能的影响。研究发现,焊缝金属组织主要由马氏体构成,且随着焊接电流和预热温度的增加,贝氏体的含量相应增加;热影响区(HAZ)呈现出明显的硬化和软化趋势,细分为粗晶区、细晶区和不完全重结晶区;硬度在细晶区达到最高值,临界热影响区最低;在相同的预热温度下,随着焊接电流的增加,焊接接头的抗拉强度和冲击韧性呈现先增加后减少的趋势;而在相同的焊接电流下,抗拉强度和冲击韧性随预热温度变化的规律性不明显。当焊接电流为260 A,预热温度为100℃时,接头的力学性能最优,其抗拉强度高达1 088 MPa,-40℃时的冲击韧性达到47.8 J。

机器人焊接技术在管道焊接中的应用现状

为介绍管道焊接中机器人焊接技术的应用情况,按照技术出现的顺序对油气管道焊接技术进行概括,分析了不同自动化焊接设备的工作原理,同时对工程中常用的设备进行了举例。文中介绍了管道铺设工程中相关的管道焊接检测技术以及管道接头腐蚀防护技术,最后介绍了焊接机器人的发展趋势,包括基于运动仿真的越障焊接、扩大应用场景与功能、引入新的传感器与原理。

特种金属的焊接工艺与操作技巧研究

随着科技的不断发展和工业制造的进步,特种金属焊接在现代制造业中扮演着越来越重要的角色。近年来,随着新材料的出现和应用,特种金属的种类也不断增加,并且对于精度和质量的要求也越来越高。为了满足这些要求,焊接技术也在不断创新和进步。如激光焊接、电子束焊接、超声波焊接等新技术的出现,提高了焊接的精度和质量,使得特种金属材料的应用范围更加广泛。同时,专业的焊接设备和焊接材料的研发也为特种金属焊接提供了可靠的保障。可以预见,在未来的制造业中,特种金属焊接将扮演着更加重要的角色,成为不可或缺的技术手段。