摇动电弧窄间隙自由成形打底焊工艺研究

针对厚板坡口根部焊接难的问题,文中提出了一种采用摇动电弧的窄间隙坡口自由成形打底焊接方法,通过控制电弧做圆弧形轨迹摇动来调整电弧热分布,使焊接熔池自由凝固成形.进行了摇动电弧窄间隙自由成形打底焊接试验,研究了电弧摇动参数对打底焊缝自由成形的影响.结果表明:电弧摇动参数能显著影响打底焊缝自由成形,过小的摇动参数易使打底焊缝烧穿,适当增大电弧摇动参数可增强坡口侧壁与根部的熔透,过大的摇动参数会产生未焊透缺陷.

脉冲激光焊接Zr基非晶合金晶化后纳米压痕行为

试验采用脉冲激光束将Zr基非晶合金与铝结合,研究焊接接头中非晶合金晶化后的纳米压痕变形行为。该文从自由体积与塑性变形能量耗散的角度详细分析了不同晶化相含量对变形行为的影响。焊接接头不同区域的微区X射线衍射研究表明,由于不同的冷却速率可形成3个不同的结晶度区域,焊缝由部分结晶区域(熔合区和热影响区)和非晶态区域(BMGs母材)组成,并且形成了Zr2Cu和Zr2Ni等硬质金属间化合物。该文讨论了压痕周围的锯齿状流动行为和堆积形态,验证了非晶合金中,自由体积越大的区域在纳米压痕过程中呈现出更明显的锯齿,结晶率最高的熔合区具有最高的纳米压痕硬度和约化弹性模量。在1600~3100μN压痕载荷范围内,纳米压痕中的塑性变形能耗随压痕载荷的增大而增大。

1910 nm激光透射焊接同种透明聚苯乙烯工艺的研究

本文使用波长为1910 nm的半导体激光器对聚苯乙烯(PS)透明塑料板材进行了无吸收剂激光透射焊接实验,研究了激光功率、焊接速度以及线能量等参数对试件的焊接效果的影响。实验结果表明,1910 nm半导体激光器可以实现对同种聚苯乙烯透明塑料的无吸收剂焊接,且焊接效果优异。在线能量为3 J/mm时,得到了较为理想的焊接试件,焊缝形貌均匀规整,可承受的拉断力达到707 N,可满足食品、医疗等对塑料制品卫生标准要求较高的塑料加工领域的需求。本研究具有广阔的应用前景,对替代传统塑料焊接(超声焊接、摩擦焊接等)以及传统激光塑料焊接(需添加吸收剂)具有重要的研究意义。

多孔钽材料与钽箔无压扩散焊连接的工艺研究

针对多孔钽植入器件的稳固安装问题,提出了采用钽箔制作产品的连接结构,确立了一种多孔钽材料与钽箔无压扩散焊连接的工艺方法,并成功制备出具有钽箔连接结构的颅骨板和颅骨锁多孔钽样品。经CT和SEM检测,该方法制备的多孔钽—钽箔连接件的连接区为冶金结合,无裂缝缺陷。

氢氧含量对低氧铜扁线焊接性的影响研究

目的研究TIG焊接过程中低氧铜扁线氢、氧含量对扁线焊接接头的影响。方法以规格为3 mm×2 mm的无氧铜扁线和不同氢、氧含量的低氧铜扁线为研究对象,采用氩弧焊接(TIG)方式,系统研究了不同种类扁线母材及焊接接头的微观组织和焊后力学、电学性能。结果无氧铜扁线经TIG焊接后,焊接接头处没有产生明显的气孔,焊接接头性能良好,其抗拉强度及塑性均与母材的相当。低氢低氧、低氢高氧扁线焊接接头出现少量的气孔,破断力值分别为678 N和654 N。而高氢低氧、高氢高氧扁线焊接接头出现大量的大气孔,破断力值分别为208.7 N和126 N。不同氢氧含量的低氧铜扁线焊后导电率无明显变化。结论低氧铜扁线焊接接头内部气孔的数量和尺寸受氢、氧含量的影响,相比之下氢元素的影响更大。

基于Moldflow探究孔型结构对熔接线质量的影响及案例解析

为了提高汽车内饰整体的高级感和科技感,更多的电镀零件被开发应用。现汽车内饰中双色电镀镭雕类产品多半采用双色注塑电镀后再镭雕的制造工艺,其在外观、功能和成本上存在某些不足,故引进了双色免镭雕电镀技术,而如何保证双色免镭雕电镀件的外观质量,一直以来都是各制造商需要面临并解决的共性问题。本文针对外观熔接线缺陷问题,基于Moldflow软件构建了系列简化模型,对不同孔型结构的熔接线成型质量的影响展开深入研究,通过对结果的分析对比,发现塑料熔体在尖锐结构处汇合形成的熔接线V型角更大,V型缺口更小,熔接线长度更短,成型质量更佳。基于此研究结论,以某车型中的双色电镀免镭雕P档按键为例,通过调整浇口,优化零件壁厚,增加引流结构,将熔接线优化至P档按键字符尖锐结构处,熔接线V型汇合角增加到125°,V型缺口明显减小,外观熔接线成型质量较好,电镀后满足要求。该案例的成功改善及拓展研究结果对解决外观件熔接线缺陷问题具有实际指导意义和借鉴价值。

700 MPa级薄规格免调质高强钢板的生产实践

通过“高Ti+Mo”合金成分设计、优化加热和TMCP轧制工艺、轧后保温罩缓冷、高效回火等措施,实现了4~12 mm薄规格免调质高强钢稳定生产。结果显示:试验钢板表面质量良好,不平度≤1 mm/2 m。热轧态试验钢板的显微组织为铁素体、贝氏体,回火后显微组织近乎全部为铁素体和粒状碳化物,屈服强度776 MPa,抗拉强度822 MPa,断后延伸率20.9%。试验钢板顺利通过中船重工725所的焊接评定认证,焊接接头各项性能良好。

绿色设计理念在环缝焊机设计中的应用

为科学控制环缝焊机中的铅、汞、多溴二苯醚等有害物质,避免这些有害物质超过所设定的限量,促使电焊机械制造业向绿色化、环保化方向的不断发展,现使用绿色设计理念,提出一套行之有效的环缝焊机绿色化设计方案。首先,根据环缝焊机概述,从树立绿色设计观念、选用符合RoHS要求的电子元件、焊机的电磁兼容性设计、无铅PCB板的设计等方面入手,完成对环缝焊机的绿色化设计。其次,从无铅焊接、助焊剂、PCB板焊后清洗、整机装配这4个方面入手,完成对环缝焊机无铅化设计。最后,探讨了环缝焊机绿色包装、回收和无害化处理。

中厚板脉冲双丝高速打底焊自由成形及稳定性分析

采用不同直流脉冲匹配的tandem焊枪实现了12 mm厚Q235钢共熔池打底焊接,并利用高速图像(HSI)和实时电信号对焊接过程进行实时动态检测,研究了焊接速度对焊缝成形、焊接电弧形态和焊接过程稳定性的影响.结果表明,焊接速度主要对焊缝成形和焊接过程稳定性造成影响,对电弧形态的影响不大.随着焊接速度的增加,电弧稳定性先增大后减小,在焊接速度为40 mm/s时,背部自由成形最佳.不同焊接速度下,主丝电弧都保持较高的挺度,几乎不发生偏移,从丝电弧形态在单个脉冲周期内通过产生9°~15°的规律性摆动,促进熔池中部金属向侧壁流动,减小熔池后端金属的累积,从而消除焊缝表面的驼峰和起脊缺陷,提升了整体光洁度.主丝的焊接稳定性整体高于从丝,当焊接速度为40 mm/s时,两电弧稳定性最好.创新点:(1)采用不同直流脉冲匹配的tandem焊枪实现了12 mm厚Q235钢共熔池打底焊接,最高焊接速度可达40 mm/s.(2)以12 mm厚Q235钢为研究对象,探究焊接速度对tandem打底焊焊缝成形、焊接电弧形态和焊接过程稳定性的影响.

TU1无氧铜/316L不锈钢电子束焊接接头组织与性能

采用真空电子束焊分别对2mm、3mm、5mm不同厚度的TU1无氧铜板材和316L不锈钢板材进行异种材料焊接,并对焊接接头的显微组织和力学性能进行了研究。实验结果表明:焊缝区和热影响区呈现波浪形状,焊缝区存在不同程度的混合组织,接头母材区及热影响区的晶粒大小随铜钢板材厚度的增加而增加。TU1热影响区的晶粒明相比母材区,明显增大。焊缝区的硬度高于母材区。在电子束电流为10mA,加速电压为150kV,焊接速度为15mm/s的焊接参数下,2mm、3mm、5mm厚的接头抗拉强度分别是263MPa、174MPa、141MPa。2mm厚的拉伸式样断裂发生在TU1热影响区,而3mm和5mm厚拉伸式样断裂发生在焊缝处,即2mm厚的TU1无氧铜板材和316L不锈钢板材焊接接头抗拉性能最好。

超长工件免示教焊接工作站研究

在机器人自动焊接的应用中,采用示教或者离线编程的方式具有一定的局限性。基于长工件的焊接要求,研制了一套超长工件自动化焊接工作站,包括实现工件自动传输、焊接、下料的自动化一体输送机和超长工件焊接分离式压紧工装,解决收缩变形工件不易取出的问题;研究了免示教六轴焊接机器人在超长钢结构、多点数、小角度焊接中的应用。该工作站主要利用自动化流水线、焊接机器人、视觉检测等,将视觉、力、触角等传感器与机器人融合,根据传感器的信息反馈,实时调整机器人的运动决策从而实现自动化免示教焊接。

Q1100高强钢免预热焊接组织及性能分析

对10 mm厚度Q1100高强钢进行免预热焊接,针对试验钢板强度较高和免预热的特点设计焊接方案,并对焊接接头的微观组织及综合性能进行分析。结果表明,选用Φ1.2 mm的T Union GM 120 ER83-G焊丝、Y形坡口、80%Ar+20%CO 2混合气体保护、层间温度135~165℃的焊接工艺,在焊接热输入量为12.96 kJ/cm时焊接接头具有良好的综合力学性能,焊接接头的抗拉强度在1100 MPa以上,焊缝金属-40℃冲击功平均值为24 J,热影响区-40℃冲击功平均值为72 J。

ITER无氧铜TIG焊电弧预热方案焊接可行性分析

装置内部真空线圈系统(internal vacuum coil system,IVCS)的内部线圈超导导体接头由于其工作环境恶劣,故对焊缝质量要求较高,接头性能的好坏将直接影响到内部线圈能否正常运行.由于真空室空间受到限制以及对周边环境的要求,最终铜管焊接接头选择采用钨极惰性气体保护焊(tungsten inert gas welding,TIG).为了验证电弧预热焊接无氧铜铜管的可行性,采用开放式机头,利用机头本身对无氧铜铜管进行电弧预热,以达到铜管焊接时所需要的温度,通过对无氧铜铜管的焊接接头进行无损检测、宏观和显微检查以及焊缝、热影响区和母材的硬度测量,系统地评估了电弧预热对热影响区的影响.结果表明,热影响区与母材硬度无显著差异,焊缝金属硬度稍高,但显微组织有明显差异,在观测范围内电弧预热对热影响区并无显著影响,证明采用电弧预热的方案是可行的.

免喷涂改性ABS材料的制备及老化性能研究

本文采用三种不同铝颜料与ABS树脂共混改性,通过SEM和EDX测试表征铝颜料及其改性ABS材料微观结构,考察不同共混喂料挤出工艺和不同类型铝颜料对免喷涂改性ABS成型制件的外观影响,同时对比不同老化条件下三种免喷涂改性ABS材料热老化、湿热老化、光老化性能。研究发现,聚合物包覆A3铝颜料的包覆层对铝片保护较好,主喂和侧喂受双螺杆挤出加工影响极小,而且包覆的A3铝颜料有效消除制件注塑所产生熔接痕外观缺陷,并保持一定的金属效果。经过热老化、湿热老化和紫外光老化后免喷涂改性ABS材料的外观色差相对ABS树脂没有恶化,包覆A3铝颜料在三种免喷涂改性ABS材料中抗老化性能最优。

奥氏体不锈钢管道背部免充氩与充氩TIG焊工艺对比分析

文中结合工程实际情况,对奥氏体不锈钢管道分别采用背部免充氩TIG焊与充氩TIG焊进行了焊接工艺评定,并对其焊接接头进行了无损检测、拉伸、弯曲和抗晶间腐蚀试验。试验结果表明:背部免充氩与充氩TIG焊工艺,选用合适的焊接材料和焊接参数,并控制层间温度等工艺措施,均能得到良好的焊接接头,接头抗晶间腐蚀均能满足设计要求。本工程实践证明,背部免充氩TIG焊工艺抗风性能明显优于背部充氩TIG焊,焊接质量符合规范要求,且焊接效率、焊口射线检测一次合格率和经济效益明显优于常规的背部充氩TIG焊。

无锈熔接网生态石笼在鱼类产卵场修复中的应用

为解决传统建筑材料难以取得良好效果的问题,分析工程材料自身特点及鱼类产卵场修复项目特征,阐述无锈熔接网生态石笼应用的可行性、适用性及优势,通过对某鱼类产卵场修复工程的影像资料、施工记录、水文监测数据进行分析,从工程形象、水力生境及底质、施工特点等方面评价无锈熔接网生态石笼的应用效果。分析结果表明,无锈熔接网生态石笼自身强度、稳定性可以满足要求,可充分发挥其生态性、景观性、经济性良好及施工简单高效的优势。无锈熔接网生态石笼的成功应用,解决了鱼类产卵场修复项目中工程材料限制问题,为该领域研究和工程设计提供了新的思路和方向。

60kg级高强特种焊接用盘条双相区轧制组织性能优化

常规工艺生产的60 kg级高强特种焊接用盘条组织中存在较多M-A组元,下游焊丝厂家在拉拔前需退火处理消除该部分淬火组织。在特种焊接用盘条的生产过程中,将轧制过程温度控制在A_(3)线以下,即进行A+F双相区轧制,利用形变奥氏体诱导铁素体相变,进而增加奥氏体的加工硬化率和先共析铁素体的比例。配合大幅降低吐丝温度,减缓晶粒长大趋势,提高相变速率,最终使盘条的组织细化,M-A组元产生的比例降低、尺寸减小,满足焊丝厂家的免退火拉拔、缩短生产周期的要求。

中国焊接制造领域学科发展研究

焊接是现代制造业中最为重要的材料成形和加工技术之一,焊接制造技术的发展对我国成为制造强国有着极为重要的意义。对近年我国焊接制造技术中几个主要领域的最新进展进行总结和分析,提出未来焊接制造领域的发展策略建议。由于钢材仍将是未来较长时间占主导地位的基础结构材料,应加强新一代钢材焊接冶金理论的研究及高品质焊接材料的发展;我国是世界最大的电子产品制造国,加强无铅连接材料及无铅封装技术的研究是发展无铅电子技术的唯一途径;以激光束、电子束为代表的高能束流焊接技术可大幅提高焊接生产效率,我国应加强其在装备制造业中的研究和应用;对焊接热过程的数值模拟,可为深入理解焊接过程中的复杂物理现象提供重要的理论依据和基础数据,近年来我国在焊接热过程、残余应力与变形以及焊接冶金等方面的数值模拟研究方面也取得了显著进步,应加强应用技术的研究;自动化焊接和智能化焊接是实现高效焊接制造的重要手段,应加强其集成应用技术的研究;我国应加强焊接结构完整性评价技术的研究和应用,这是确保焊接结构可靠服役的重要前提。

拼焊板V形自由弯曲成形及回弹过程

采用数值模拟和试验方法,对拼焊板V形自由弯曲及其回弹过程进行分析。采用壳单元,对横、纵向拼焊板基板和焊缝在不同参数条件下V形自由弯曲及回弹过程精确建模,并与试验进行对比分析,得到了拼焊板V形自由弯曲时,焊缝移动及模具参数、材料性能参数、板料厚度比和摩擦等对回弹的影响规律,为进一步开展拼焊板V形自由弯曲回弹控制的研究奠定了基础。

定点TIG焊熔池自由表面演化行为

针对传统定点TIG焊,根据流体力学基本原理,通过加载高斯热源模型并用VOF方法追踪自由表面,建立更接近实际情况的三维定点TIG焊熔池模型.考虑熔池所受的电弧压力、电磁力、浮力及Marangoni剪切力的影响以及相变潜热,运用FLOW3D软件及其二次开发功能,求解得到定点TIG焊熔池的流场、温度场及自由表面,并重点分析熔池自由表面随时间的演化过程.结果表明:TIG焊熔池会产生自由表面变形,随着焊接时间的延长,TIG焊熔池熔深和熔宽均有所增加,形成宽而浅的熔池形貌,同时熔池表面的凹凸变形愈加明显.