焊丝成分对6061-T6铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能的影响

用ER4043焊丝和ER5356焊丝对6061-T6薄板铝合金双脉冲MIG焊缝组织与性能进行研究。结果表明:用ER5356焊丝焊接时,6061-T6铝合金接头的屈服、抗拉强度及断后伸长率均高于以ER4043焊丝作为填充的焊接接头,前者的焊接系数为0.72,而后者仅为0.65;两者焊接接头的显微硬度均以焊缝为中心近似对称分布,最低值出现在接头热影响区中的淬火区,ER5356焊丝焊接时接头的硬度较ER4043焊丝高;以ER5356焊丝作为填充时,6061-T6铝合金的焊缝为细小的铸态组织,枝晶相对较细,而用ER4043焊丝焊接时,焊缝为粗大的铸态组织,且枝晶较发达,两者熔合区的近缝侧为柱状晶,靠近热影响区一侧为细小的等轴晶组织。与原始母材相比,热影响区的晶粒产生一定程度的粗化。两者淬火区的晶粒内虽然都产生少量的二次相,但以ER5356焊丝作为填充时淬火区中的二次相较细小,且呈弥散分布。

双丝脉冲MIG/MAG焊的研究现状和发展方向

对国内外近十多年来双丝脉冲MIG/MAG焊的研究现状进行了分析,从其焊接具有熔敷速度快、飞溅小、焊接质量高等优点以及控制方法几个方面进行了较为详细的介绍,并对双丝脉冲焊技术的发展趋势作了进一步的展望。

双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法

为优化双丝脉冲MIG焊的焊缝成形质量,提出双丝脉冲MIG焊的双脉冲焊接方法,构建基于DSP的双丝脉冲MIG焊的双脉冲数字化交替相位协同控制系统,对双丝脉冲MIG焊的单脉冲和双脉冲焊接进行平板堆焊试验.结果表明,双丝脉冲MIG焊双脉冲焊接系统实现了稳定的双脉冲焊接过程,焊缝成形良好.对单脉冲和双脉冲焊接所得焊缝的横截面宏观金相对比分析结果表明,双脉冲对焊接熔池有很强的搅拌作用,双脉冲焊接所得焊缝晶粒比单脉冲焊缝晶粒更小,说明双脉冲具有细化晶粒的效果,证明在双丝脉冲MIG焊中应用双脉冲有一定的优化作用.

铝合金三丝双脉冲MIG焊熔滴过渡及电信号分析

文中搭建了三丝双脉冲MIG焊系统,采用高速摄像电信号同步采集系统对焊接过程进行实时监测,研究了铝合金三丝双脉冲MIG焊熔滴过渡行为以及双脉冲频率对焊缝成形的影响.结果表明,弱脉冲向强脉冲过渡时,熔滴过渡表现为一脉一滴;强脉冲向弱脉冲过渡时,在开始阶段,焊丝发生再引燃,在结束阶段,熔滴过渡表现为两脉一滴;双脉冲频率增加,焊缝鱼鳞纹变密,双脉冲频率为3 Hz时,鱼鳞纹疏密均匀,焊缝成形最佳.

基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统

为解决双丝脉冲MIG焊两路脉冲同步、交替和随机三种相位输出的协同控制问题,采用32位的STM32F103ZET6建立基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统.利用单一STM32芯片实现双丝脉冲MIG焊同步、交替和随机三种脉冲相位输出形式,用STM32内部集成的脉宽调制(pulse width modulation,PWM)模块生成移相全桥软开关PWM信号,以软件方式实现主从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主从机的高频逆变和低频脉冲波形调制.结果表明,所设计的基于STM32的一体化双丝脉冲MIG焊电源系统满足设计要求,焊接过程稳定、焊接速度快、飞溅小、焊缝成形良好,能实现良好的双丝脉冲MIG焊工艺.

基于DSP的一体化双丝脉冲MIG焊数字波控研究

为改善双丝脉冲MIG焊的协同控制,在基于单一DSP芯片TMS320LF2407A控制下的一体化双丝脉冲MIG焊接系统的基础上,利用DSP内部集成的脉宽调制模块,以软件方式实现了主、从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主、从机的高频逆变和低频脉冲波形调制,最终实现双丝脉冲MIG焊的波形控制。针对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡过程的控制,通过改变焊接参数进行工艺试验。试验结果表明,基于DSP的一体化双丝脉冲MIG焊协同控制系统性能稳定,能有效实现两台弧焊逆变电源之间的协同控制,焊接性能好,稳定可靠。

双丝脉冲MIG焊的工艺特点与试验分析

研究利用高速摄像和电信号观察熔滴过渡过程,确定采用脉冲喷射过渡方式,可获得稳定的焊接过程,并对不同焊接参数下单丝焊和双丝脉冲MIG焊的熔敷速度和焊缝成形进行了对比分析。研究结果表明,在相同焊接质量条件下,双丝焊的焊接效率明显高于单丝焊,焊缝成形系数更好,减小了由于高速焊接造成的产生咬边的可能性。实验所测的焊缝宽度,与预测焊缝宽度的三维模拟方程的模拟值基本一致。

高强Al-Cu合金双丝MIG焊工艺研究

研究了单丝脉冲MIG焊、低速和高速双丝脉冲MIG焊对高强Al-Cu合金焊缝组织及性能的影响。实验结果表明:低速双丝脉冲MIG焊焊缝组织以粗大的等轴枝晶为主,α(Al)-CuAl2共晶呈长条网状分布,降低了焊缝的强度、硬度和塑性;高速双丝脉冲MIG焊焊缝组织为细小的等轴枝晶,接头性能和单丝脉冲MIG焊相近,但高速双丝脉冲MIG焊焊接效率远高于单丝脉冲MIG,因此特别适合于厚板铝合金焊接。

脉冲参数对高强奥氏体焊丝MIG焊接熔滴过渡的影响

采用高速摄像技术和汉诺威弧焊分析仪研究了脉冲频率、基值电流、脉宽比以及脉冲波形对H08Cr18Ni27Mo6奥氏体焊丝MIG焊接熔滴过渡的影响,结果表明,脉冲频率、基值电流与脉宽比对熔滴过渡影响较大,而脉冲波形影响较小,采用较高脉冲频率、较小的脉宽比并结合适当的基值电流能够获得理想的熔滴过渡形式。

基于PFM调节的脉冲MIG焊电弧调节机理分析

针对脉冲MIG焊电源弧长控制方面存在的问题,展开对脉冲MIG焊电弧自我调节机理以及在脉频调制(PFM)控制下的电弧调节机理的研究.建立了电弧弧长数学模型,分析了PFM双闭环电弧调节系统的工作原理,给出了PFM电流调节数学模型,并分析了非阻性焊丝和阻性焊丝PFM电弧控制机理及在电弧控制中存在的问题.从理论上推导出对于非阻性焊丝PFM电流调节可以获得更稳定的焊接效果,而对阻性焊丝CTWD固定时可获得稳定的焊接效果,在CTWD变化时无法获得满意的焊接效果.最后分别对阻性焊丝和非阻性焊丝进行PFM电弧调节阶跃试验,通过对试验结果分析,验证了上述理论推导.

基于C8051F005的双PWM控制脉冲MIG焊送丝电路的研究

介绍了控制核心C8051F005微处理器,利用其丰富的内部资源和优越的性能,大大减少了外围电路的设计量,提高了系统控制的实时性和稳定性。采用IR公司的IR2110作为驱动模块,利用C8051F005产生的双PWM对送丝电机进行调速及正、反转。设计了焊丝线速度反馈的闭环控制电路,实现了稳定精确的送丝,改善了焊缝质量。

脉冲电压峰值对双丝脉冲MIG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响

建立了双丝M IG焊工艺试验研究平台,该试验平台主要由Tandem型双丝焊系统、信号采集系统、高速摄像(摄影)系统以及脉冲控制系统等部分组成.在此基础上研究了脉冲电压峰值对双丝脉冲M IG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响.结果表明,前丝脉冲峰值电压对熔滴过渡的影响比较显著.前丝脉冲峰值电压较低时,熔滴过渡形式为射滴过渡,前丝脉冲峰值电压较高时熔滴过渡形式为一脉一滴过渡形式,过大的前丝脉冲峰值电压的熔滴过渡形式为大滴过渡.前丝脉冲峰值电压越高,焊缝熔宽和熔深越大,过高的前丝脉冲峰值电压会导致焊缝表面质量恶化.

铝合金AC-P-MIG焊丝熔化速度与焊缝成形

铝合金AC-P-MIG焊丝熔化速度主要受焊接电流、BEN比率的影响,在相同BEN比率下,焊丝熔化速度随焊接电流的增大而增大;在相同电流下,焊丝熔化速度随着EN比率的增大而增大.由于阴阳极等效压降的不同及电弧形态特征的差异,随着BEN比率的增加,焊丝得到更有效、更多能量的加热,故熔化速度加快.在同样送丝速度与焊接速度下,随着BEN比率的增加,焊接电流减小,熔深、熔宽减小,余高显著增大.因此AC-P-MIG可以有效解决薄板焊接易烧穿问题,并且可以提高搭接间隙范围,实现薄板的高速、高质量焊接.

铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊接接头组织与性能分析

选用铝合金多股复合焊丝对5A06板材进行脉冲MIG对接焊接,并与传统单丝TIG焊接接头的组织与性能进行对比.结果表明,采用铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊时,焊接接头的抗拉强度最大可达340 MPa(为母材强度的86.7%). MIG焊接接头性能与TIG焊相比差异较小,但MIG焊可以提高焊接效率约4倍.焊接接头热影响区的软化主要受较高的热输入导致的晶粒尺寸增加、再结晶比例较大以及析出相的粗化和减少影响,而采用铝合金多股复合焊丝脉冲MIG焊能够降低焊接过程的热输入,细化晶粒,减弱MIG焊接接头中Mg元素的烧损和析出物的减少,达到控制焊接接头软化的目的.

数字化MIG焊机的送丝系统

焊接电流和电弧电压是保证焊接质量的重要因素,而焊接电流的大小又取决于送丝速度,所以送丝速度的稳定性是十分重要的。近年来,数字化焊接发展很快,除了焊接电流的数字控制外,还要求送丝机的数字化,形成数字化控制系统,具有良好的控制效果。随着数字化脉冲MIG焊研究的深入,送丝速度对焊接工艺的影响得到了越来越多的关注。设计了基于速度负反馈的送丝调速系统,实验证明该系统的性能较一般系统有明显提高,在送丝阻力变化、电网波动或电机性能存在一定差异的情况下,该系统均可以稳定输出,为进一步提高脉冲MIG焊接工艺质量打下了基础。

激光功率对激光-双丝脉冲MIG复合焊接电弧形态及熔滴过渡的影响

通过搭建激光-双丝脉冲MIG复合焊接系统,利用高速摄像与电信号采集系统对激光-双丝脉冲MIG复合焊接在不同激光功率下的电压电流信号及高速摄像信号进行同步采集,研究激光功率对焊接过程的电弧形态、熔滴过渡过程的影响.结果发现,由于激光等离子体与电弧等离子体的相互作用,电弧形态和熔滴受力状态发生改变.随着激光功率的增大,激光对电弧的吸引能力增强,促进熔滴过渡的等离子流力竖直向下的分力减小,熔滴过渡频率降低.

多丝MIG/MAG脉冲焊接控制方法

多丝焊是高效化焊接的一个重要分支,具有广大的发展空间。利用电子技术、自动控制理论与单片机技术制造了以单片机为核心、可进行最多四丝焊接的多丝脉冲MIG/MAG焊接的焊接控制器。该控制器可以按照脉冲焊接的要求,生成频率、占空比、相位差、峰值、基值都可调的脉冲控制信号,并通过光电耦合器将信号送入电焊机,实现可控的多丝脉冲焊接。介绍了该脉冲控制器的硬件设计及其所实现的主要功能,并对其进行了验证性试验。该脉冲控制器的研制成功对未来研究多丝焊接过程与电弧形态有着积极的意义。

单电源双丝脉冲MIG焊交替燃弧的电弧行为

搭建了单电源并联并列式双丝脉冲MIG焊接工艺试验系统,在试验过程中采集了双路焊接电流及电压信号,并对焊接过程中的电弧行为与熔滴过渡过程进行了同步拍摄.应用上述试验系统,在实现稳定焊接过程的基础上,分别研究了焊丝间距,电弧电压两个因素对单电源并联并列式双丝脉冲MIG焊交替燃弧过程的影响.结果表明,随着焊丝间距增加,电弧电压增大,交替燃弧频率减小,交替现象显著.焊接过程中产生的带电粒子的行为方式是交替燃弧现象的重要影响因素.

254SMO超级奥氏体不锈钢宽弧/双丝MIG焊接接头组织与耐蚀性能研究

分别采用宽弧脉冲MIG焊接技术、双丝脉冲MIG焊接技术和普通脉冲MIG焊接技术对254SMO超级奥氏体不锈钢进行焊接,对比焊接效率,检测不同焊接工艺下焊接接头的耐点蚀性能,并使用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)对焊缝组织进行分析。结果表明,254SMO焊接接头的点蚀主要源于焊缝未混合区的Mo偏析。宽弧脉冲MIG焊接和双丝脉冲MIG焊接相对于普通脉冲MIG焊接,其接头的耐点蚀性能无明显区别,焊接效率分别提升至普通脉冲MIG焊接的1.2倍和2.5倍。

送丝速度对铝合金脉冲MIG焊能量输入及温度场数值仿真的影响

由于脉冲MIG焊接热输入量低以及自动化程度高,其被广泛应用于复杂薄壁结构件的焊接中。针对铝合金脉冲MIG焊,在焊机一元化控制系统基础上建立了送丝速度、焊接电参数与平均焊接功率的关系,并根据此关系建立了不同送丝速度下的温度场仿真模型,对比模拟和实测结果发现,焊接接头的熔深大小以及变化趋势符合良好。最终以焊接接头的熔深为指标得到了6005A铝合金结构脉冲MIG焊接的最佳送丝速度为7.0 m/min。