外加纵向磁场GTAW焊接机理——Ⅰ.电弧特性

针对外加纵向磁场ＧＴＡＷ（ｇａｓ ｔｕｎｇｓｔｅｎ－ａｒｃ ｗｅｌｄｉｎｇ）焊接过程，采用红外热像伪着色法测定了外加纵向磁场 ＴＡＷ焊接电弧的温度场，并建立了外加纵向磁场ＧＴＡＷ焊接电弧热流密度径向分布模型，对焊接电弧外形的变化，焊接电弧电流、电压与外加纵向磁场强度变化的关系进行了研究．

脉冲GTAW焊过程辩识及PID控制

针对脉冲ＧＴＡＷ焊熔池动态过程，利用面积法、Ｌａｐｌａｃｅ变换的极限定理法及最小二乘法对焊接速度与熔池背面熔宽模型进行了辩识。结果表明，面积法更适用于熔池动态过程辩识；对辨识所得到的二阶熔池模型进行了 ＰＩＤ控制器设计，并针对起焊时的时滞采用 Ｓｍｉｔｈ预估器予以补偿。实验结果表明，Ｓｍｉｔｈ预估器对时滞具有很好的补偿效果。

铝合金脉冲GTAW焊熔池表面反射模型

在机器人智能化焊接过程中,采用视觉传感方式模拟焊工视觉获取熔池的形状信息.图像的灰度值决定于光源特性、物体表面形状、反射特性和摄像机特性.熔池图像隐含熔池的形状信息,为了从图像中提取熔池的形状信息,分析了铝合金脉冲GTAW焊的熔池表面反射特性,建立了熔池表面反射模型.

不同成形状态2195铝锂合金GTAW焊接头的组织与性能

采用喷射沉积2195铝锂合金旋态和锻态材料进行了GTAW对接焊,检测了接头抗拉强度和维氏硬度,观察了接头金相组织及断口形貌,对接头各区域进行了EBSD表征和微观特征量的统计分析,讨论了接头微观组织与力学性能的相关性.结果表明,旋、锻态材料具有良好的GTAW工艺性,接头抗拉强度达到了各自母材的71%和68%,断后伸长率达到7.3%,拉伸断口呈现出韧性断裂特征.接头焊缝区金属的小角度晶界比例较低,靠近旋侧的小角度晶界比例为6.4%,靠近锻侧的小角度晶界比例为7.8%;旋侧与锻侧的焊接热影响区及熔合区均趋于一种相似的微结构,母材、热影响区、熔合区及焊缝金属的平均晶粒尺寸依次处于10,10~15,15~23,20~25μm的水平,具有较好的组织"连续性",母材晶粒细小、成分均匀的特点在焊接过程中得到了保持,一定程度上展现了喷射沉积铝锂合金材料的应用优势.

换热器不锈钢管板全位置脉冲GTAW焊

针对不锈钢管板式换热器管板角焊缝的焊接质量问题,采用深熔透全位置脉冲GTAW多层焊技术,并采用小工艺参数、窄焊道快速焊,合理控制焊接顺序和焊接方向,实现焊接与贴胀并举等措施,调控了焊接热输入及焊缝高温停留时间,提高了接头耐腐蚀性能,很好解决管板角焊缝的焊接质量问题,延长了换热器的使用寿命。

不锈钢GTAW焊焊接中的氧化试验研究

对于不锈钢的焊接,在NDT检测中仅对夹渣、未熔合、未焊透、气孔等缺陷均有评定标准,而对菜花状缺陷、树瘤状氧化缺陷、蓝脆现象、氧化现象等却没有评定方法及标准。为此,以不锈钢管的焊接试验为主结合不锈钢板的焊接,针对不锈钢在GTAW焊焊接中氧化缺陷的防止方法、氧化评定及检测标准提出几点看法,供行业界借鉴与批评指证。

不锈钢GTAW焊管生产中的焊缝成形控制

分析了不锈钢材化学成分、成渣特性、表面状态等因素对焊管生产中焊缝成形即熔深及焊透质量的影响。指出了钢材及焊管制造商共同关注这一课题的实际意义。

铝合金脉冲GTAW焊熔池表面反射模型研究

熟练焊工能够通过观察熔池表面的凸凹信息获取熔池的成形,在机器人智能化焊接过程中,采用视觉传感方式模拟焊工视觉获取熔池的形状信息。图像的灰度值决定于光源特性、物体表面形状、反射特性和摄像机特性。熔池图像隐含熔池的形状信息,为了从图像中提取熔池的形状信息,分析了铝合金脉冲GTAW焊的熔池表面反射特性,熔池表面由漫反射表面、镜面反射表面和互反射表面组成,建立了熔池表面反射模型。

简析GTAW焊接铝合金焊缝气孔的控制

随着科技的发展,铝合金在生活中的作用越来越重要。由于理化性能优异、耐蚀能力强,铝合金已经广泛应用于各工业焊接结构上,例如飞机、轻形汽车、大小化工容器等都采用了铝合金材料。钨极气体保护焊(GTAW)是一种很好的焊接方法,可以焊接大多数金属材料,尤其是有色金属,很好地发挥其优点。GTAW焊接铝合金,焊缝中的气孔不好控制,而焊缝中含有一定量的气孔,对焊缝的力学性能、塑韧性会有一定影响,这就限制了铝合金的应用。现简单介绍GTAW焊接铝合金如何控制焊缝中气孔,从而扩大铝合金在焊接结构上的应用。

不锈钢PAW+GTAW组合焊接头微观组织与性能研究

采用PAW+GTAW组合焊的方法对8 mm的304不锈钢进行了焊接,研究了在最佳工艺参数下焊接接头的焊缝宏观特点、组织特征以及力学性能。试验结果表明:使用PAW+GTAW组合焊的方法可以在不开坡口的情况下实现8 mm的不锈钢一次单面焊双面成形焊接。此焊接工艺下的焊缝较窄、热影响区较小,相对于传统焊接工艺既能提高焊接效率又能保证焊接质量。

基于SA 335 P91合金钢管道窄间隙GTAW自动焊工艺

由于传统的GTAW+SMAW焊接SA 335 P91合金钢容易产生缺陷,性能不稳定,且效率低。基于此,文中引入窄间隙GTAW自动焊焊接P91合金钢管道,通过对焊接接头无损检测,以及对力学性能(常温、高温)、硬度、冲击韧性、微观组织进行研究分析。结果表明:P91合金钢采用窄间隙GTAW自动焊可以获得综合性能更优的焊接接头。

方波交流GTAW电弧再引燃机理的研究

交流电弧再引燃主要影响因素是电流换向瞬间的电压、电弧空间的电离度和电极发射电子的能力。方波交流电源以其高的电流换向速率提高了交流焊接电弧再引燃的可靠性。但用交流钨极氩弧焊接铝时，由于铝工件熔点和沸点低，电子发射能力弱，在钨极接负变为工件接负时，电弧再引燃困难，仍须采用附加的稳弧措施。在双逆变式交流方波电源中，在利用前级高频逆变恒流电源的快速响应特性的基础上改进了后级的电路结构，克服了传统的高压脉冲或高频高压稳弧的缺点，可靠实现了交流钨极氩弧焊铝的电弧再引燃。

新型方波交流GTAW逆变电源的研制

针对铝、镁金属及其合金焊接的特点 ,研制了 1台新型的方波交流GTAW (GasTungstenArcWelding)逆变电源 ,该电源采用较为简单的后级逆变结构形式 ,降低了整机的成本和电路的复杂性。同时运用新颖的稳弧控制措施 ,得到了较好的稳弧性能。实验证明 ,该机具有多功能、性能可靠的特点 ,能很好地满足焊接铝。

GTAW神经网络-模糊控制技术的研究

研究神经网络与模糊控制融合技术 ,构成钨极气体保护电弧焊GTAW神经网络 -模糊控制系统。重点论述神经网络和模糊逻辑在熔深建模和控制以及焊缝跟踪方面的应用。通过视觉传感器CCD获取电弧区图像和熔池表面形状 ,建立一种描述熔深的神经网络模型 ,根据焊接电流、熔宽和焊缝间隙量来精确估算熔深 ,同时结合模糊逻辑提高熔深的控制精度。针对弧焊过程非线性以及焊炬伺服系统动态过程难以用精确数学模型来表达的问题 ,设计焊缝跟踪自调整模糊控制器 ,通过自适应共振理论模型算法检测焊缝位置并根据跟踪偏差在线调整控制参数 ,从而提高焊缝跟踪精度。试验结果表明 ,所设计的系统具有良好的控制特性 ,为实现GTAW过程智能化提供了一条有效的途径。

应变强化下奥氏体不锈钢焊接方法研究

为探索适用于铁路运输罐箱等压力容器制作的应变强化下奥氏体不锈钢焊接方法的优劣,采用SAW、SMAW、GTAW、PAW+GTAW组合焊4种焊接方法进行焊接试验,将焊接接头进行预拉伸应变强化处理后,通过力学性能试验和宏观金相试验,对应变强化后的焊接接头进行对比研究。结果表明,PAW+GTAW焊缝接头性能最优且焊接效率高,应变强化条件下的压力容器环、纵缝适用PAW+GTAW进行焊接,焊缝的返修修补、部件小焊缝适用GTAW和SMAW,SAW不适于用应变强化压力容器焊接。

磨损电焊钳口的焊接修复

针对电焊钳SH500A B型钳口磨损的焊接修复问题,提出了上钳口焊条电弧焊、下钳口氩弧焊的组合焊工艺。针对黄铜柄焊接性较差和高导热性,采用高能量密度大规范氩弧焊,利用特制钢质工装夹具实现下钳口四周包裹法,能有效避免具有良好液态流动性黄铜金属的烧塌及流失,正确选择氩弧焊焊接规范能抑制锌蒸发;上钳口Q345钢采用小直径快速断弧法焊条电弧焊。实践证明,磨损钳口的组合焊工艺取得理想修复效果,值得推广应用。

镍基合金C-276的焊接

介绍了镍基耐蚀合金C -2 76的焊接工艺 ,根据C -2 76的焊接性 ,制定了确实可行的焊接工艺参数。试验表明 ,采取GTAW焊打底必须采取一定工艺措施防止镍基合金背面氧化 。

30CrMo钢管焊接工艺及评定试验

针对30CrMo钢管用于井口石油化工设备偏心工作筒,工况条件温度高、压强大,并带有腐蚀性介质,对工作筒接头性能要求高。设计了以GTAW焊打底、SMAW焊填充、正火+调质热处理的工艺焊接,并对该设计工艺进行了目视检测、射线无损检测、力学性能试验。结果表明,焊接接头质量优良,无裂纹、未焊透、未熔合等焊接缺陷,且具有较高的强度、弯曲性能和抗冲击性能。本文工艺参数设计合理,满足偏心工作筒工况条件的使用要求。

C24S新型铝锂合金焊接工艺研究

对2 mm C24S铝锂合金薄板进行了GTAW和LBW机器人焊接工艺试验,采用光学显微镜(OM)和扫描电镜(SEM)分析了两种方法下接头显微组织,并测试了接头的力学性能。结果表明:GTAW所得接头出现气孔缺陷,焊缝和热影响区组织粗大。焊缝由粗大的胞状晶组成,析出物呈条带状沿晶界分布,抗拉强度仅为母材的60.3%。LBW焊接头成形良好,焊缝由尺寸一致的细小等轴晶组成,且焊缝中弥散分布着大量细小的颗粒状析出物。LBW焊焊缝在各区域沿熔深方向组织分布存在差异,靠近热影响区形成了细晶区,细晶区的宽度以及焊缝中心的显微组织与焊接时熔池金属流动行为密切相关。LBW焊接头呈现出高强度、高伸长率和高硬度的综合力学性能,抗拉强度达到347.8 MPa,为母材的79.1%,焊缝硬度高达105.4 HV,且拉伸断口中分布着细小、尺寸均匀的韧窝。