多功能直流钨极氩弧焊机的研制

阐述了具有直流焊、直流脉冲焊、氩弧点焊等功能的多功能直流钨极氩弧焊机主电路及控制系统工作原理．

直流TIG焊熔透状态激光光电法实时检测

针对目前熔透检测方法存在的信噪比低、实时性差等缺点,提出了一种激光光电法可通过提取熔池表面特征参数实现直流TIG焊定点及连续焊接条件下熔透状态实时检测.介绍了该方法的原理,构建了直流TIG焊光电法电压信号检测及背面熔透同步摄像采集试验平台.采集了定点及连续焊接条件下电压信号与同步摄像图像,对比分析了电压信号与熔透状态的对应关系及电压信号的变化规律.结果表明:激光光电法采集的电压信号可以较好反映直流TIG焊熔透状态;利用熔透状态从未熔透转变为临界熔透时熔池表面由凸面突变为凹面,激光反射条纹快速聚焦,从而引起光电法电压信号迅速变化的现象,可以实现直流TIG焊熔透特征信号的精确识别与提取.

活性剂对镁合金直流正接A-TIG焊熔深的影响

分别以单质Te,Ti和Si,氧化物SiO2,TiO2和V2O5,卤化物MnCl2,CdCl2和ZnF2作为表面活性剂进行了镁合金直流正接A-TIG焊,研究了活性剂对焊缝熔深的影响规律。Te能显著增加熔深熔宽,分别达到传统TIG焊的2.5倍和1.4倍,而Ti和Si对熔深熔宽影响较小;V2O5和SiO2都使得熔深熔宽同时增加,其中SiO2增加熔深熔宽效果最明显,分别达到传统TIG焊的2.0倍和1.6倍,而TiO2对熔深熔宽影响较小;ZnF2,Cd-Cl2和MnCl2都使熔深熔宽显著增加,其中ZnF2的熔深熔宽增加最明显,分别达到传统TIG焊的4.0倍和1.6倍。认为活性剂增加镁合金直流正接A-TIG焊熔深主要与活性剂收缩电弧所导致的热输入增加有关。

表面活性剂对铝合金直流正接A-TIG焊熔深的影响

试验利用铝合金直流正接A -TIG焊分别以CaF2 、TiO2 、SiO2 和自行研制的AF30 5铝合金A -TIG焊活性剂作为试验用表面活性剂 ,研究了表面活性剂对焊接熔深的影响 ,初步分析了表面活性剂增加铝合金A -TIG焊熔深的机理。发现焊接熔深变化随活性剂的不同而不同 ,并且与焊接电压变化一致。认为热输入变化是影响熔深变化的重要因素 ,尤其对于SiO2 ,焊接熔深与熔宽同步变化 。

不等厚LD10CS铝合金的直流电阻点焊

针对不等厚度 (2mm + 5mm)宇航铝合金材料LD10CS板的焊接 ,提出了用三相直流电阻焊的方法替代手工钨极氩弧焊 ,这不仅可以提高焊接效率 ,更能消除人工操作因素的影响 ,保证产品质量。通过对电阻焊各种工艺参数、工艺措施下焊点组织和力学性能的测试分析 ,了解了不等厚度铝合金电阻焊时影响质量的主要因素 ,该电阻焊接头完全符合有关标准的要求 ,可以替代弧焊用于LD10CS板的焊接。

宇航用铝合金的三相直流电阻焊

针对宇航零件防晃板的焊接，提出了用三相次级整流电阻焊的方法替代手工钨极氩弧焊的方法，这不仅可以提高焊接效率，更主要的是消除对操作人员技艺的要求，保证产品的质量。通过对电阻焊各种工艺参数、工艺措施下焊点组织和力学性能的测试分析，了解了影响焊点质量的主要因素，实验表明电阻焊接头完全符合有关标准的要求。

表面活性剂对铝合金直流反接AT-IG焊熔深的影响

分别以TiO2,SiO2,V2O5,CaF2和NaF作为试验用表面活性剂,研究了表面活性剂对铝合金直流反接AT-IG焊熔深的影响,初步分析了表面活性剂增加铝合金AT-IG焊熔深的机理。试验发现,这些活性剂都能不同程度地增加熔深,TiO2增加熔深的效果不明显,而SiO2可使熔深达到传统TIG焊熔深的3.5倍,并且使电弧电压显著增加。研究认为,除SiO2外,其它活性剂增加熔深的主要因素均不是热输入。

直流 TIG焊提升引弧装置的研制

研制了一种结构简单、操作灵活方便的外置式提升引弧装置，在直流 TIG焊时，既可避免产生污染，又能防止焊缝夹钨。采用该装置在 ZST- 300逆变电源上进行引弧试验，取得了较好的效果。

直流MIG焊焊接烟尘粒度分析

采用光散射法和光纤型准光弹性散射颗粒粒度测试仪测量直流MIG焊烟尘粒度,探索了直流MIG焊烟尘的粒度分布规律,分析了焊接参数与熔滴过渡形式对烟尘粒度的影响。研究结果表明,直流MIG焊烟尘粒度遵循一定的分布规律,焊接工艺参数与熔滴过渡形式对焊接烟尘粒度大小有一定的影响。

钢轨直流闪光焊主电路设计

基于钢轨直流闪光焊工艺要求焊接设备具有输出电流大、电压低和输出功率大的特点,对比分析了五种晶闸管调压整流主电路,分别计算了晶闸管上流过的电流和承受的反电压、变压器上流过的电流、二次侧整流二极管上的电流,根据晶闸管、变压器和整流二极管在各种主电路中的工作条件、生产制造的难易等进行综合分析,得到了适合于钢轨闪光焊直流焊接设备的主电路。

电冰箱铜铝接头的直流闪光焊

在对电阻对焊、电容贮能焊、交流闪光焊等不同工艺焊接的铜铝接头的微观组织及焊接工艺特征分析的基础上,通过在研制的直流闪光焊机上进行的焊接试验表明,电冰箱铜、铝接头的直流闪光焊,不仅可使焊缝在一定的条件下不泄漏、不开裂,并可排除微观组织中的脆性相γ_2(Cu9Al_2).

基于直流电阻焊的高强度钢塑管道PLC控制系统

针对日益严格的技术、环境指标和交流焊接生产的管道无法应用于高品质工程的问题,利用中频逆变直流电阻焊原理,设计并实现了控制精度为0.001 s的高强度钢塑复合管道PLC控制系统。经过系统组态、焊接电路的设计和改进,与交流电阻焊相比较,直流焊焊点强度提高约20 kg,抗挤压能力提高约3.0MPa。试验结果表明,通过采取抗干扰措施,系统运行稳定可靠、通用性强、控制精确、操作方便。

2219铝合金无气孔直流A-TIG焊接技术

针对2219铝合金交流TIG焊气孔发生率高、钨极烧损严重的现状,采用自主研制的活性剂,实现了2219铝合金无气孔缺陷的直流正极性TIG焊,从根本上解决了钨极烧损问题,并研究了不同的活性剂浓度对2219铝合金直流A-TIG焊缝表面成形、气孔缺陷、微观组织以及力学性能的影响.结果表明,当活性剂浓度为10%时可以获得无气孔缺陷、表面成形和力学性能良好的2219直流A-TIG焊缝.与交流TIG焊相比,焊接过程电弧稳定性更好,热输入更小,焊缝质量更加优异.

电冰箱铜－铝管接头的直流闪光焊

本文通过工艺方法对比试验，决定采用直流闪光焊的方法焊接家用电冰箱冷凝器与冷凝系统的铜－铝管接头。该方法不仅可使焊缝在一定的条件下不泄漏，不破裂，排除脆性相γ２（Ｃｕ＿９Ａｌ＿４），而且工艺稳定，操作方便。

6061-T6铝合金DP-MIG焊轧复合成形接头组织与力学性能

为解决6061-T6铝合金焊后热影响区软化导致力学性能下降的问题,基于焊接接头余高大变形强化过时效软化区的思想,采用双轧辊系统对6061-T6薄板铝合金直流双脉冲熔化极气体保护焊(DC double pulse metal inert gas welding,DP-MIG焊)接头进行同步双面轧制,并分析了焊轧复合成形接头组织与力学性能.结果表明,焊缝晶粒受到竖直方向的轧制力发生大塑性变形,内部气孔消失,焊缝区域变宽,邻近焊缝的热影响区受到来自焊缝的挤压力发生协同宏观变形,远离焊缝的过时效软化区组织受到来自焊缝处的压应力,从沿垂直焊缝方向产生部分协同形变强化;接头的硬度明显提升,过时效软化区的硬度由60~70 HV提升至80~90 HV,过时效软化区的拉伸性能也有所提升,当焊接速度为800 mm/min时,抗拉强度最佳可达到母材的83.6%,相较于焊接接头提升19.4%,进而实现了对过时效软化区的强化效果.

交直流脉冲TIG焊在薄壁紫铜管焊接中的应用

研究了交直流脉冲TIG焊在船舶薄壁紫铜管中的焊接应用。通过对交直流脉冲焊接电流的分析,提出了采用直流脉冲TIG焊焊接打底层,交流脉冲TIG焊焊接盖面层的方法。采用该方法,既保证了薄壁紫铜管打底层焊缝的单面焊双面成形,又保证了盖面层焊缝焊接时,不会因为温度过高而使打底层产生焊瘤。焊后对薄壁紫铜管的焊缝进行检验,射线底片显示该方法焊接的焊缝质量等级为Ⅰ级,力学性能和金相检测也均合格,为提高船舶产品中薄壁紫铜管的焊接质量提供了参考。

焊后热处理对7075铝合金直流冷金属过渡焊补焊接头应力腐蚀敏感性的影响

补焊是焊接结构主要修补措施,但目前针对补焊接头耐蚀性的报道较少。针对7075铝合金熔化极惰性气体保护焊(MIG)焊接接头,采用直流冷金属过渡焊(CMT)进行补焊,之后对焊接接头进行回归再时效(RRA)焊后热处理。对接头的金相组织进行了分析,采用慢拉伸方法对接头应力腐蚀敏感性进行了比较,测试分析了对接头的动电位极化曲线。结果表明:RRA热处理细化了接头各区域的组织,提高了接头的强度和塑性,同时接头的应力腐蚀敏感指数从0.21降低到0.08,接头抗应力腐蚀性能得到明显提高。

直流双脉冲MIG焊对5A06铝合金焊缝组织和性能的影响

针对5A06铝合金薄板采用传统TIG和MIG焊接工艺时出现焊接效率低、接头性能难以满足使用要求的问题,采用直流双脉冲MIG焊对5A06铝合金平板试样进行焊接试验。利用拉伸试验机、扫描电子显微镜和光学显微镜等实验设备研究直流双脉冲MIG焊工艺对5A06铝合金焊接接头微观组织和力学性能的影响。结果表明:当送丝速度为5 m/min、焊接速度为50 cm/min,脉冲频率为3 Hz、气体流量为25 L/min、焊丝干伸长为12 mm时,获得了美观的鱼鳞纹焊缝表面,焊缝区为大量细小的等轴晶组织,而且焊缝横截面气孔较少。焊接接头具有较好的抗拉性能,焊接强度系数达到90%以上。

AC MIG与DC MIG焊接工艺及控制的分析

比较分析了DCEPPMIG焊与DCENMIG焊的焊接现象 ,在此基础上 ,解释了研究开发ACPMIG焊的意义。ACPMIG焊克服了DCEPMIG焊时容易产生的磁偏吹现象 ,且比DCEPPMIG焊的焊丝熔化速度快、焊缝熔深浅。ACPMIG焊有多种电流模式 ,其交流电流负极性比率ACIEN %主要用于控制焊缝熔深 ,其交流电流正极性脉冲IP主要用于控制熔滴过渡 ,最理想的是 1周 1脉 1滴的熔滴过渡形式。根据有关的研究表明 ,在相同送丝速度的条件下 ,ACPMIG焊的焊缝熔深随ACIEN %增加而减小 ,焊缝表面光泽好 ,焊丝熔化金属热含量低等 。

单丝高熔敷率MAG焊接工艺的研究

从提高焊接电流和电弧热熔化焊丝等效电压的角度出发,提出了两种新型的单丝高熔敷率MAG焊接工艺—细丝大电流MAG焊和直流正接MAG焊,并借助高速摄像手段分析了这两种焊接工艺的电弧行为、熔滴过渡机制以及焊缝成形特点。试验结果表明,通过选择合适的保护气体φ(Ar)98%+φ(O2)2%使得电弧烁亮区包覆了大部分液锥和全部的液流束且熔滴过渡基本在电弧烁亮区内部进行,可获得稳定的细丝大电流MAG焊;同样选择φ(Ar)98%+φ(O2)2%的保护气,能够获得电弧较为稳定、焊接飞溅较小、焊缝成形良好的直流正接MAG焊。