船用高强钢GMAW-P脉冲焊接参数对电弧弧长的影响研究

对690 MPa级船用结构钢GMAW-P脉冲焊接过程电弧行为进行研究,分析了脉冲参数对电弧长度的影响。一脉一滴所在的弧长区间为3~6 mm,一脉多滴所在的弧长区间为5~8 mm,一脉一滴到一脉多滴的过渡区为5~6 mm,短路过渡弧长小于2 mm。脉冲时间上升,弧长增长;脉冲电流上升,弧长呈先上升后下降趋势;脉冲频率增大,弧长变长;基值电流升高,弧长减小。

基于P-GMAW摆动电弧传感的窄间隙坡口宽度自适应焊接

针对窄间隙自动化焊接过程中,组对误差、焊接热变形等因素导致的坡口宽度不一致问题,本文提出采用电弧传感方式对坡口宽度进行检测,并根据检测结果调节工艺参数,保证焊接质量的方法。通过研究坡口宽度偏差的提取算法,分析窄坡口条件下脉冲熔化极焊接的峰值电流、基值电流和平均电流信号的传感特征,提出以脉冲周期内的电流均值作为特征信号,利用侧壁平均法进行偏差提取的传感方式;确定了坡口宽度变化时,焊枪摆幅、焊接速度的调控方法,实现了适应坡口宽度变化的自动化焊接。窄间隙焊接试验表明,上述方法能够有效识别坡口宽度变化,及时对摆幅、焊速进行调整,可在坡口宽度变化时,保证侧壁熔合质量和焊层厚度均匀。研究结果对单道多层窄间隙焊接实现焊接自动化,保证焊接质量具有一定的参考价值。

P-GMAW熔池双面视觉传感与图像处理

视觉是手工焊接最重要的信息获取手段,为了模拟这一过程,建立了一套脉冲熔化极气体保护焊(P-GMAW)的双面实时视觉传感系统.利用被动光源视觉传感方法,研究了P-GMAW正反面熔池成像的滤光方法、成像时间、成像机理.结果表明,利用中心波长为665nm的窄带滤光片在脉冲基值结束期间取像,可以获取清晰的P-GMAW正面熔池图像;利用中性减光技术,可以获取清晰的反面熔池图像.分析表明,正反面成像的主要光源均来自于熔池的自身辐射,因此,成像质量可靠.针对不同的熔池图像特征,提出了相应的图像处理算法,实现了正反面熔池边界的提取.

P-GMAW正面熔透特征量及视觉传感方位

在焊缝成形过程控制中,由于受焊接结构的限制,常常需要从工件正面来检测熔透情况。文中分析了薄板脉冲熔化极气体保护焊(P-GMAW)全熔透过程的成形规律,从熔融金属体积量出发,提出了可以反映熔透的正面熔池及焊缝特征参量。从多个角度观察熔池,获取了清晰的脉冲基值期间熔池图像,针对所提出的特征参量,分析了各个观察视角的优缺点。针对管焊缝,研究了其水平视角传感方法。

基于神经网络模型的P-GMAW焊缝成形过程仿真

脉冲熔化极气体保护焊(P-GMAW)是一种高效、适应性强的焊接方法之一,在工业生产中得到了广泛的应用.文中以低碳钢P-GMAW为对象,研究其焊缝成形过程的建模与仿真方法.文中首先利用BP神经网络,建立了该过程的动态模型,然后利用该模型的稳态与动态仿真揭示了P-GMAW过程的成形规律.同时,文中提出了一种利用神经网络模型考察正面熔池特征参量与反面熔池宽度之间关系的方法,利用该方法验证了熔池特征参量的有效性与可靠性.这些建模与仿真的方法及结果为焊缝成形规律的探究和焊接过程控制器的设计提供了条件.

GMAW-P焊熔滴过渡及其控制的研究现状与发展

就ＧＭＡＷ－ Ｐ焊熔滴过渡的几种形式及其对焊接质量的影响给以说明，并就一脉一滴的研究现状予以讨论。阐述了协同化、微机化和智能化是熔滴过渡控制的主要方向，展望了熔滴过渡的发展趋势。

D1422mm厚壁X80钢管GMAW-P环焊工艺

分析D1422mm厚壁X80钢管焊接性,对D1422mm厚壁X80钢管进行了GMAW-P自动焊焊接工艺试验,测试环焊接头力学性能,总结焊接工艺控制要点,并利用系列温度夏比冲击试验测定环焊接头的韧脆转变温度点。结果表明,采用GMAW-P自动焊工艺焊接D1422mm厚壁X80钢管可以有效避免X80钢热影响区软化现象,力学性能满足规范要求,GMAW-P自动焊环焊接头韧脆转变温度点低,满足在低温环境下施工及服役的安全性要求。在我国中俄东线管道的建设中,GMAW-P自动焊工艺将是主要的焊接工艺之一。

GMAW-P焊熔滴过渡检测方法的评价

在ＧＭＡＷ－Ｐ焊中，一脉一滴过渡形式因其焊接质量好得到了大家的普遍接受。文章就当前一脉一滴的各种检测方法给予介绍，并对其进行了评价，最后作了必要的讨论。

焊接速度对CO_2激光-GMAW-P复合焊接等离子行为及熔滴过渡影响研究

在CO_2激光和GMAW-P复合焊接过程中,焊接速度是用来控制对工件热输入的重要参数,但是焊接速度的改变也会影响到等离子行为及熔滴过渡。文中研究了焊接速度对激光致等离子体形态、熔滴过渡和输出电信号的影响,通过高速摄影观察了焊接过程激光等离子体和熔滴过渡,采集了焊接过程电流电压信号,试验结果表明,较低的焊接速度会产生大量的激光致等离子体,这种等离子体的产生改变了熔滴内电流分布,阻碍了熔滴过渡,增加了弧长及熔滴尺寸。

基于RBF网络的P-GMAW焊缝成形过程建模

分析了薄板平板堆焊熔透的影响因素,利用径向基函数网络(RBFN),建立了脉冲熔化极气体保护焊(P-GMAW)的焊缝成形过程模型。结果表明,在P-GMAW薄板堆焊中,以焊接规范为输入变量,利用该网络模型能很好的预测背面熔宽。

数字化GMAW-P焊接电源模块化设计

数字化焊接电源的一大突出优点就是:采用模块化方法设计,升级灵活,功能扩展方便。介绍了一种以TMS320F240 DSP为核心的数字化脉冲熔化极气体保护焊接电源。分别从人机交互模块、外设I/O接口模块、GMAW-P过程控制模块、系统升级拓展功能模块方面进行探讨。实际焊接试验结果表明,所设计的数字化脉冲熔化极气体保护焊接电源,人机界面友善,操作灵活;焊接工艺性能良好,基本实现了一脉一滴的熔滴过渡方式,焊缝成形均匀一致。

DSP+MCU数字控制脉冲GMAW铝合金焊机研究

铝合金在工业中的广泛应用促进了铝合金脉冲GMAW焊接工艺及焊接设备的大发展,数字化技术为研发适合高效焊接铝合金工艺新电源提供了契机。文中基于数字信号处理器(DSP)和MCU双核数字控制,研制了数字化脉冲GMAW铝合金焊机。基于模块化设计思想,DSP主要处理焊接过程信号和焊接输出波形控制,MCU主要处理人机交互信息,双核之间采用通讯方式进行信息交互。设计的数字化控制电源具有焊接电源输出波形控制、熔滴过渡控制、电弧性能控制、专家系统等功能,适合各种铝合金不同场合的应用。焊接试验结果表明,焊接工艺性能良好,焊缝成形均匀一致,建立的焊接电源数字控制平台可用于铝合金焊接工艺的研究。

GMAW-P焊后中值脉冲波形控制工艺

一脉一滴是GMAW-P焊最理想的一种过渡形式。为了获得这种过渡形式,需要焊接脉冲波控参数之间的良好配合。结合仿真与试验研究,从能量的观点研究了在后中值波形控制方法中两个关键脉冲参数——中值时间和中值电流对GMAW-P焊的影响。试验表明,当设置适当的中值电流和中值时间时,能向熔滴过渡过程提供合适的能量,有利于实现一脉一滴,熔滴过渡过程的可控性好,焊接过程稳定,焊缝质量好。

脉冲电流相位差对双丝P-GMAW焊电弧稳定性及焊缝成形的影响

利用焊接过程参数与过程图像同步采集系统,研究了平均电流均为150 A时两脉冲电弧的电流相位差对电弧稳定性和焊缝成形的影响.结果表明,脉冲电流相位差为零(两电弧同相位)时,两峰值电弧相互吸引并融为一体,两基值电弧互不影响,焊接过程稳定,断弧现象很少,焊缝成形良好;随着脉冲电流相位差的增大,断弧现象逐渐增多,焊缝在宽度上出现不均匀;脉冲电流相位差为180°时,基值电弧被峰值电弧强烈吸引,以弧形跨越两焊丝之间的空间后融入峰值电弧中,弧长显著增长,断弧现象严重,重新引弧时引起较多飞溅,焊缝成形较差.

外加纵向磁场对5083铝合金P-GMAW过程的影响

对厚度10 mm的5083铝合金板材进行P-GMAW堆焊试验,在焊接电流240 A的条件下,对比研究有无外加纵向磁场条件下P-GMAW过程中电弧形态、熔滴过渡和熔池行为的差异。结果表明:外加纵向磁场使得电弧快速旋转,弧长变短,熔滴受到切向力作用而旋转,熔滴过渡时出现明显的缩颈,熔池表面出现灰色漂浮物,熔池左右两侧表面波纹不均匀,熔池轮廓向一侧偏移;外加纵向磁场不会改变电弧形态和熔滴过渡的对称性,但是会使熔池受到外加电磁力作用,影响熔池流动的对称性,从而使焊缝偏移。

输电塔GMAW-P焊接加固件残余应力的数值分析

综合考虑接头几何特征,基于热弹塑性力学机理,建立输电塔脉冲熔化极气体保护焊(GMAW-P)加固构件残余应力的三维数值分析模型,该加固件由Q235和Q345角钢组合而成;利用ANSYS软件对加固构件焊接残余应力进行模拟计算并对其分布特征进行分析。结果表明:z方向(纵向)应力在焊缝区域存在较大拉应力,Q235和Q345角钢拉应力峰值高于两者屈服强度;x方向和y方向应力值相对较小,此外,Q235角钢和Q345角钢等效应力同样超过了两者的屈服强度,但高应力区域很小;随着距焊缝距离的增加,等效应力迅速减小。

ASTM A240 UNS S32101双相不锈钢板GMAW-P焊接工艺

结合AWS标准和先进压水堆AP1000模块设计技术要求,使用ER2209焊丝对UNS S32101双相不锈钢板进行熔化极气体保护焊-脉冲弧(GMAW-P)的焊接试验。结果表明,选用合理的焊接材料、焊接工艺参数并严格控制线能量和层间温度,所得到的焊接接头的力学性能、铁素体含量和晶间腐蚀均满足标准和技术条件要求,为同类产品焊接提供了参考。

GMAW-P自动焊工艺在核电站钢制安全壳中的应用

简要介绍了GMAW的工艺特点和应用现状,从钢制安全壳设计单位支持、焊接坡口形式及尺寸确定、焊接工艺参数匹配、坡口组对和背面清根等方面探讨了GMAW-P自动焊工艺在核电站钢制安全壳制造中的实施难点及保证措施,对国产核电后续安全壳自动化焊接制造和质量保障具有重要的工程意义。

Three thermal analysis models for laser, GMAW-P and Iaser＋GMAW-P hybrid welding

The temperature fields and the weld pool geometries for laser ＋ GMAW-P hybrid welding, laser welding and pulsed gas metal arc welding （GMAW-P） are numerically simulated in quasi-steady state by using the developed heat source models, respectively. The calculated weld cross-sectious of the three types of welding processes agree well with their respective measured results. Through comparison, it is found that the temperature distribution of laser＋GMAW-P hybrid welding possesses the advantages of those in both laser and GMAW-P welding processes so that the improvement of welding productivity and weld quality are ensured.

LNG大型储罐9%Ni钢罐壁立缝GMAW-P机动焊工艺研究及应用探讨

LNG内罐壁9%Ni钢立缝焊接一直是制约LNG储罐施工效率的瓶颈,文章通过选用Ni基实心焊丝脉冲熔化极气保焊GMAW-P机动焊焊接工艺(以下简称GMAW-P)和适当的工艺参数及焊接设备进行立缝焊接工艺试验,形成合格的焊接工艺评定报告,从母材焊接性、焊接方法、焊接设备、坡口加工形式、理化试验等方面阐述GMAW-P机动焊的可行性。