高频脉冲TIG焊焊缝组织与性能研究

通过采用高频脉冲TIG焊和常规TIG焊焊接不锈钢板进行性能对比试验,分析了焊接生产效率、焊缝熔深和熔宽、焊缝熔合区和焊缝区金相、力学性能和断口扫描电镜等。对试验结果分析后发现:随着脉冲电流频率的不断提高,电弧收缩及电弧力也相应增大,同时电弧作用面积减小,电弧能量密度更集中,从而提升焊接生产效率。不仅如此,在脉冲频率提高的情况下,熔宽和熔深也发生相应改变,大大提高了熔透率,焊缝显微组织晶粒细化,接头力学性能增强。

直流叠加脉冲型TIG焊电弧─熔池特性分析

针对乏燃料后处理溶解器腐蚀裂纹等缺陷的快速、一次性、可靠焊接修复工程技术需求,提出一种直流叠加脉冲型TIG深熔焊接方法,在10和16 mm厚304不锈钢板上进行了系列平板堆焊工艺试验.以电弧-熔池特性变化为研究对象,对比分析脉冲电流作用和直流叠加脉冲型电流作用的电弧行为、熔池流动行为及温度场的变化规律,探讨了直流叠加至脉冲电流波形的焊缝熔深增加机理.结果表明,高频脉冲电流使电弧产生电磁收缩效应,且电弧被压缩程度及焊缝熔深与脉冲频率(1~5 kHz)成正相关;叠加直流的高频脉冲电弧具有更高的电流、能量密度,进一步提高了熔池表面液态金属温度及增加了熔池电磁搅拌力使熔池流动加剧、对流换热充分、熔池热惯性作用增强,进而使焊缝熔深增加.试验验证了该方法能够实现5 mm厚304不锈钢板对接可靠的单面焊双面成形.

电流脉冲频率对TIG电弧形态及压力的影响研究

在厚板的窄间隙焊接过程中,电弧受干扰发生偏吹,从而影响焊缝成形效果。采用高速摄像和水冷铜板压力测试系统采集电流脉冲频率在2~15000 Hz范围内的TIG电弧形态和压力数据。结果表明,不同频段范围内频率对电弧的影响效果存在显著差异:(1)频率2~50 Hz时,电弧压力最大值均为80 Pa,电弧宽度均为8.15 mm;(2)频率50~5000 Hz范围内,电弧压力最大值与频率的自然对数成正线性关系,电弧宽度与频率的自然对数成负线性关系;(3)频率5000~15000 Hz时,电弧压力最大值为155 Pa,电弧宽度为5.70 mm。在工程应用中可以通过调整50~5000 Hz范围内的频率来控制电弧力和电弧宽度。

铝合金焊接质量的定量评价及其工艺优化

针对铝合金材料熔焊质量的共性问题,对铝合金焊缝的气孔量、热影响区组织与晶粒度、接头的残余应力状态等定量检测技术进行了分析和认识,同时对提高铝合金生产效率、减少和消除气孔以及细化晶粒组织等方面具有显著优势的高频耦合脉冲TIG焊接工艺也作了简要介绍。这些新技术均为近年来国内自主创新的成果,对改善和提升铝合金焊接质量和性能具有重要的工程意义。