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。

间接电弧焊技术的热量传输机制及研究现状

传统电弧焊技术焊接效率的提升伴随着焊接热输入的增加,不利于焊接质量的提升。间接电弧焊技术通过母材不接电极,实现了焊接效率与热输入解耦的效果,具有降低母材热输入的同时提高焊接效率的独特优势。本文对间接电弧焊与传统电弧焊的热量传输机制差异进行分析,并综述了现阶段间接电弧焊技术的研究现状。藉此指出,未来主要研究朝以下三个方向发展:一是研究多热源复合工艺;二是结合有限元建模技术研究熔滴行为特性及熔池热-力机制,促进空间多位置焊接适用性;三是研究异种焊丝的共同熔敷机理。

9Ni钢手工电弧焊焊接接头组织与性能研究

针对运输船用9Ni钢,研究手工电弧焊焊接工艺下9Ni钢焊接接头的组织与理化性能。组织分析表明,手工电弧焊下9Ni钢的焊缝组织由奥氏体和析出相组成,结晶形态为规则树枝状晶,且方向性较明显;焊接热影响区组织由板条马氏体组成,焊接粗晶区板条马氏体组织分布较均匀,偏析较分散,强韧性和机械性能不错。化学成分分析表明,9Ni钢板焊缝的化学成分与母材匹配性良好。焊接理化性能试验表明,手工电弧焊下焊接接头的低温韧性等性能满足标准要求,结合理论性能及断口分析,手工电弧焊焊接接头的低温韧性表现良好。

点环激光超窄间隙焊与电弧焊高强钢厚板组织性能对比研究

为消除激光超窄间隙焊易产生的侧壁熔合缺陷,开发了点环激光填丝焊工艺,利用中心点激光对焊丝加热,利用环激光对窄间隙坡口加热,完成30 mm厚10CrNi3MoV低合金高强钢的焊接,并与传统电弧焊接头开展组织和性能对比分析。结果表明,激光超窄间隙填丝焊接头焊缝区由针状铁素体、粒状贝氏体与少量的马氏体组成,电弧焊接头由针状铁素体和粒状贝氏体组成。激光焊的快速冷却特点使其焊缝组织较弧焊更加细小。激光焊接头热影响区由较多的铁素体和粒状贝氏体组织和较少的M-A组元组成,有利于接头性能的提高。激光超窄间隙填丝焊接头抗拉强度与电弧焊接头近似相当,但激光超窄间隙填丝焊接头具有更好的冲击韧性。

手工电弧焊焊接技巧与应用

自动焊接虽然焊接速度快,生产效率高,劳动条件比较好,要想做出精品还要看手工焊接。手工电弧焊简称手弧焊,手弧焊的虽然焊接速度表较慢,焊接质量也很难把握,但是只要持之以恒的训练和刻苦焊接,最终会取得巧夺天工的效果。本人从事焊接工作多年,手工电弧焊也有一套经验,说出来大家共享。

P92钢脉冲电弧焊与GTAW-SMAW焊接接头微观组织及力学性能对比分析

【目的】旨在研究脉冲电弧焊对P92钢焊接接头微观组织和力学性能的影响,及其改善P92钢焊接接头力学性能的可靠性。【方法】采用脉冲电弧焊和氩弧焊(Gas tungsten arc welding,GTAW)-焊条电弧焊(Shielded metal arc welding,SMAW)制备相应的P92钢焊接接头试样,对焊接接头的微观组织、显微硬度、室温与高温拉伸性能、高温持久性能进行测试及分析。【结果】结果表明,脉冲电弧焊的焊接接头焊缝及热影响区微观组织较GTAW-SMAW工艺的焊接接头更细小,形成的热影响区更窄,微观组织中无明显的过热粗晶区,但从显微硬度分布可以分析出紧邻熔合线区域仍存在过热硬化区;脉冲电弧焊接接头与GTAWSMAW焊接接头的室温拉伸性能相近,高温拉伸性能略优于GTAW-SMAW接头;在650℃,100 MPa条件下,脉冲电弧焊接接头蠕变断裂寿命与GTAW-SMAW焊接接头相当,原因在于2种工艺接头热影响区中软化区的宽度相近,而软化区的微观组织和力学性能决定了整个接头的蠕变断裂寿命。【结论】通过对比2种焊接方法的P92钢焊接接头微观组织及力学性能,证明了脉冲电弧焊可作为P92钢焊接的备选方法。

手工电弧焊焊缝缺陷原因和防治措施

手工电弧焊作为最常用的焊接方法,在工业生产中发挥着至关重要的作用。由于手工电弧焊受到材料、工艺、操作、设备等多种因素的影响,焊缝质量控制面临着诸多挑战,焊缝缺陷时有发生。从手工电弧焊焊缝质量控制出发,深入分析了焊缝缺陷产生的原因,提出全面质量控制、工艺参数精细化、操作技术标准化、质量追溯与持续改进,以及材料优化与筛选、工艺参数智能化调整、操作技能培训与考核、设备维护与升级等。还展望了手工电弧焊焊缝技术的未来发展趋势,指出智能化焊接、绿色环保材料以及远程监控与诊断将是未来的重要创新方向。采取这些措施,以期有效提高手工电弧焊焊缝质量,减少缺陷发生,确保焊接结构的性能和可靠性。

高频电磁波传感式电弧焊全自动防护面罩的研发

为防止电焊弧光对人眼的伤害、提高电焊工操作的安全性,提出用电感应方式检测电弧焊工作电流并利用高频电磁波传感技术实现对电焊弧光的自动防护的新方法。所研制出的电弧焊全自动防护面罩成本低、结构简单、性能稳定可靠,其响应时间小于10ms,其整体重量小于0.6kg,传感距离超过20m。在传感距离范围内可实现多点焊接操作而无相互干扰。

熔化极电弧焊熔滴过渡过程的高速摄影

建立了适合拍摄熔化极电弧焊熔滴过渡过程的高速摄影系统。介绍了在光路的设计、背光光源的选择、转向和分幅措施的采用及放大率、摄影频率的确定等方面应采取的措施 ,其结论对熔化极电弧焊熔滴过渡过程的高速摄影技术有较高的参考价值。

活性剂钨极惰性气体保护电弧焊接熔池行为的观察

利用高速数字摄相机对涂敷活性剂与不涂活性剂条件下的熔池表面流体流动形态及等离子体行为进行观察。利用X射线实时焊缝数字观察系统,用钨粒子示踪法测试熔池流体流动的规律。试验结果表明,活性剂使电弧收缩、改变熔池流体的流动方向并使流体流动速度加快,有活性剂时的涡流流动速度比无活性剂的涡流流动速度增加4倍,强烈的熔池流体向内对流是活性剂钨极惰性气体保护电弧焊熔深增加的主要原因,验证了数值模拟得到的结果。

熔化极电弧焊多信息同步高速摄影

高速摄影是研究焊接物理的一种有效的测试技术 ,但目前没有解决多路信号与高速摄影胶片同步对应的问题。利用快速多路计算机数据采集系统配合相应传感器同时采集多路信息 ,利用高速摄影胶片记录电弧图像变化过程 ,设计专有的同步标度信号脉冲作为计算机多路信息与高速摄影胶片之间的同步媒介 ,成功地实现了多信息同步高速摄影。文中详细介绍了多信息同步高速摄影的原理、同步标度信号脉冲产生方式及其接口技术 ,并利用该装置成功地进行了光谱信息对熔化极气体保护焊熔滴过渡过程检测的验证。实践证明 ,多信息同步高速摄影是行之有效的 。

搅拌摩擦焊与手工电弧焊接头电化学腐蚀性能研究

通过测定H65铜合金搅拌摩擦焊接头和手工电弧焊接头在3.5%NaCl溶液中的开路电位和极化曲线,研究其电化学腐蚀性能。结果表明,搅拌摩擦焊接头的抗腐蚀性能优于手工电弧焊接头。搅拌摩擦焊接头微观组织的细化、均匀化和致密化降低了晶界和晶粒在电化学上的不均匀性。手工电弧焊接头脱锌层和基体界面处产生的拉应力对抗腐蚀性能有较大影响。

双相不锈钢不同电弧焊接方法的接头性能对比分析

利用焊条电弧焊（SMAW）、钨极氩弧焊（TIG）、埋弧焊（SAW）三种焊接方法对15 mm厚2205双相不锈钢工业板进行了焊接试验,分析了焊后接头的微观组织、力学性能和腐蚀性能.结果表明,不同焊接方法得到的接头焊缝区及热影响区α相比例均在30%-60%范围内,接头抗拉强度与母材相当,TIG和SAW接头焊缝区-40℃冲击吸收功分别为133和78 J,明显高于SMAW的37 J;而SAW接头热影响区因累积热输入量最小,-40℃时冲击吸收功为207 J,高于TIG的122 J和SMAW的109 J.在-60~20℃温度区间,TIG焊接头焊缝区及热影响区冲击吸收功均高于SMAW.TIG和SAW接头耐点腐蚀能力相当,SMAW稍差.综合可见,TIG焊接头综合性能最好,SAW,SMAW次之.

20/0Cr18Ni9复合管手工电弧焊工艺研究

研究了薄不锈钢内衬20/0Cr18Ni9复合管的焊接工艺和焊接接头性能。通过光学金相、能谱(EDS)成分及线扫描、扫描电镜(SEM)以及力学性能试验等分析方法对焊接接头进行了分析研究,结果表明:采用手弧焊和超低碳CHS 062奥氏体不锈钢焊条焊接20/0Cr18Ni9复合管的过渡层焊缝,能保证复合管使用过程中对焊接接头强度和抗腐蚀性能的要求。

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。

球罐全自动电弧焊设备

研制了一种球罐全位置全自动电弧焊设备，此设备主要由二维记忆跟踪系统与有轨式爬行机构组成。其主要特点是：在焊接第一层时，跟踪系统的微机对二维传感器的数据进行分析处理与记录，并控制焊头进行二维实时跟踪；在焊接第二层至盖面焊缝的各层焊接过程中，微机系统依据记录的调节量数据来控制焊头，实现二维记忆跟踪与自动分层摆动焊接。焊接试验结果表明，该设备跟踪精度高，焊缝成形好，可以用于球罐的全位置多层自动焊接。

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。

双熔化极旁路电弧焊控制系统控制器快速原型实现

在介绍了双熔化极旁路电弧焊这种高效的焊接方法基础上,采用了基于xPC实时目标环境,建立了双熔化极旁路电弧焊实时目标的硬件平台,运用Matlab/Simulink工具开发了双熔化极旁路电弧焊控制系统的快速原型,并进行了不同控制器下的焊接特性及工艺方面的试验研究.结果表明,模糊控制器的控制效果优于九点控制器,且快速原型控制系统具有很好的快速响应性能,能较好地实现双熔化极旁路电弧焊过程稳定焊接,焊缝成形美观、飞溅小.

LNG储罐用9Ni钢焊条电弧焊接头的组织与性能

采用国产的CHNiCrFe-9型镍基焊条进行9Ni钢焊条电弧焊试验,通过拉伸试验、弯曲试验、金相显微组织分析和扫描电镜(SEM)分析等方法,分析焊接接头的组织和性能。结果表明,焊缝金属由奥氏体基体和富Nb复杂碳化物组成,枝晶偏析严重,晶粒较为粗大;断口主要由大而深的韧窝组成,属于韧性断裂;试样的抗拉强度平均值为736 MPa;焊接接头的横向面弯测试不合格。根据试验结果分析焊缝金属弯曲性能不合格的原因,为9Ni钢的实际焊接提供了理论依据,对正确制定焊接工艺具有一定的指导意义。

DE-GMAW高速电弧焊工艺机理的研究

通过大量的工艺实验,找出了DE-GMAW双焊枪组合的匹配参数,测试了焊接电流波形,拍摄了熔滴过渡图像,并获得了无成型缺陷的焊缝照片．基于实验结果解释了高速焊接工艺的机理．建立了适用于DE-GMAW焊接工艺的有限元模型,并对该工艺条件下的温度场、应力-应变场进行了数值模拟．结果表明:计算出的DE-GMAW焊缝横断面形状尺寸与实验结果吻合良好;在通过焊丝的总电流相同时,DE-GMAW焊接时焊缝尺寸、热影响区宽度、应力、应变及变形均小于常规GMAW焊时的结果．这为DE-GMAW焊接工艺参数优化提供了基础数据．