5A06铝合金薄板VPPA焊接工艺研究

通过对2.8 mm厚的5A06铝合金变极性等离子焊接穿孔工艺研究,获得了薄板铝合金VPPA优化的焊接工艺参数。焊缝外观成形良好,X射线无损检测表明,VPPA接头无气孔等缺陷。金相试验表明,焊缝区显微组织晶粒纤细,组织均匀。变极性等离子弧焊接头常温抗拉强度在370～375 MPa之间,断后伸长率平均值为9.7%,其接头强度系数接近达到98.7%,接头未出现软化,为等强匹配焊接接头。

激光扫描焊接工艺对铝合金焊接气孔率的影响

以6061铝合金为研究对象,研究了激光扫描焊接过程中光束的扫描轨迹、扫描幅度与扫描频率对6061铝合金气孔产生的影响规律.结果表明,与激光非扫描焊接相比,采用光束垂直于焊缝、平行于焊缝和圆形运动3种不同轨迹的扫描方式均有利于抑制铝合金激光焊接气孔的产生,且以光束为圆形轨迹的扫描方式为最佳.光束的扫描幅度及扫描频率对气孔的产生也有重要的影响.采用光束为圆形轨迹的扫描方式,当扫描幅度大于0.65 mm、扫描频率在100~220 Hz范围内时,气孔率可控制在0.5%以内.气孔的产生与焊缝形状有关,减少焊缝深宽比有利于气孔的抑制.

1420铝锂合金激光焊接气孔抑制技术

分别采用气体和固体两种类型、三台激光器对1420铝锂合金消除气孔的焊接工艺进行了试验研究。结果表明,1420铝合金表面氧化膜对产生气孔有很大影响,化学清理可以获得气孔较少的焊缝。保护气体种类、气体流量、焊接速度对1420铝锂合金气孔都有影响。适宜的双激光束焊接工艺可以获得成形美观且无气孔的优质1420铝锂合金焊缝,是1420铝锂合金焊接较为理想的焊接工艺。

690镍基合金焊接结晶裂纹形成机理分析

采用横向可调拘束试验方法研究了690镍基合金焊带堆焊金属的结晶裂纹形成机理。结果表明,690镍基合金焊接结晶裂纹的形成与晶界(及亚晶界)偏析密切相关,Nb元素在其中有着重要影响:富Ni,Nb低熔点共晶相在晶界(及亚晶界)的偏析,导致堆焊金属的实际结晶温度降低,晶界(及亚晶界)处塑性储备减小、形貌被改善,促使结晶过程中裂纹萌生并沿平直晶界(及亚晶界)扩展。另外,Mn元素可通过抑制Nb元素在晶界的偏析,削弱Nb的上述不利作用,增强690镍基合金抵抗结晶裂纹的能力。

激光焊接过程视觉传感技术的发展现状

比较了目前激光焊接过程监测中常用的CCD和CMOS两种类型视觉传感器的性能,介绍了激光焊接过程视觉传感技术的难题及其解决方案以及常用的成像信号提取光路,综述了激光焊接过程同轴和旁轴视觉传感技术的各自特点以及国内外在这方面的研究现状。分析认为,日本在主动视觉传感技术研究方面比较先进,而德国在被动式同轴视觉传感检测的研究上处于领先地位,并且已有成型的产品推出。国内在这方面的研究已经起步,但与国外相比在系统研发上还有较大差距。目前激光焊接过程视觉传感检测技术主要用于激光焊接机理等研究工作,将其应用于实际生产是激光焊接过程视觉监测技术的研发方向。

铝/镀锌钢复合热源熔—钎接头的局部“未钎合”缺陷分析

对铝/镀锌钢复合热源熔—钎连接过程中出现的局部"未钎合"缺陷的原因进行了研究,并制定了相应的抑制和消除缺陷的措施。结果表明,焊接热输入不足是导致铝母材熔合线根部位置产生局部"未钎合"缺陷的根本原因,而铝母材熔合线根部位置的熔池金属和钢板达不到Al-Si钎料与钢所需要的钎焊温度是产生局部"未钎合"缺陷的直接原因。局部"未钎合"缺陷的产生还与熔池的流动及母材金属的散热等因素有间接的关系。铝/钢熔—钎焊缝熔合线根部局部"未钎合"缺陷可以通过适当地增大焊接热输入及改变激光与电弧的空间位置以提高激光对钢母材的加热效果来抑制和消除。

粗丝高速MAG焊驼峰焊道形成机理分析

对粗丝(Φ3.2)高速MAG焊驼峰焊道缺陷的形成机理进行了研究.采用高速摄像采集系统对焊接过程中的电弧形态和熔池流动状况进行了高速摄像,通过对试验所得图像的认真分析,重点研究了粗丝(Φ3.2)高速MAG焊驼峰焊道缺陷的形成机理,提出了动态平衡点的观点,认为动态平衡点远离电弧是焊缝产生驼峰焊道缺陷的根本原因.任何促使动态平衡点移向电弧的因素都有利于抑制焊缝产生驼峰焊道缺陷;任何促使动态平衡点远离电弧的因素都有利于驼峰焊道缺陷的形成.同时利用上坡焊和下坡焊试验对驼峰焊道形成机理进行了焊接试验验证.

激光能量和辅助气体对切割能力影响的数值模拟

采用旋转高斯激光体热源和氧气流量控制的氧铁燃烧反应放热复合热源,基于计算流体力学建立了能够反映激光切割中激光能量、辅助气体和切缝之间相互作用的多相流模型.利用该模型对以氧气和氮气为辅助气体的激光切割过程进行了数值模拟,通过改变激光功率和辅助气体压力,研究了热输入和辅助气体流场对激光切割能力的影响,并对两种辅助气体的切割结果进行了比较和分析.结果表明,所采用的计算模型较好地模拟出激光功率和辅助气体对激光切割能力的影响,并对切缝形状进行预测.

电弧功率对Laser+GMAW-P复合热源焊热场特征的影响

焊接HAZ的热场特征,如HAZ的宽度和焊接热循环的参数等,对焊接接头的组织和性能有重要影响,是决定焊接接头质量的关键因素.本文应用已建立的复合热源焊的组合式体积热源模型,对Laser+GMAW-P复合热源焊的热场进行数值分析,定量研究了不同电弧功率对Laser+GMAW-P复合热源焊热影响区(HAZ)宽度和热循环参数等热场特征基础数据的影响规律,并与单激光焊和单GMAW-P焊的情况进行了比较,以期从冶金上揭示复合热源焊的特点.

铜/镀锌钢异种金属Nd:YAG激光脉冲MIG复合热源钎接焊

将激光—电弧复合热源焊接应用于铜与钢的熔—钎连接,用该焊接方法实现了T2紫铜合金板与镀锌钢板的优质连接。结果表明,焊接接头钢母材未发生熔化而铜合金母材熔化,其焊缝与钢母材为钎焊连接,拉伸试验中试样的断裂位置发生在焊缝铜母材热影响区,焊接热影响区略有软化。断口分析发现,接头的断裂属于塑性断裂。高倍电镜分析表明,焊缝钎焊连接界面处未见钢溶蚀及Cu沿铁素体晶界侵入现象;能谱分析结果表明,焊接接头中Cu,Fe原子分别向对方基体进行了良好的扩散,二者在钎焊连接界面处形成了Cu-Fe固溶体,并且在接头的钎焊连接界面处有Si元素的富集现象。

SMA490BW钢激光-MAG复合焊T型接头疲劳性能

对激光-MAG复合焊和MAG焊T型接头进行了四点弯曲疲劳试验,采用最小二乘法拟合疲劳S-N曲线,估算了两种焊接方法 T型接头循环寿命为107时的疲劳强度。试验结果表明,当循环基数为107次时,激光-MAG复合焊接头的疲劳强度较常规MAG焊接头提高17.5%。观察两种焊接方法的疲劳断口发现,断口位置在熔合区的焊趾处,裂纹扩展区疲劳辉纹明暗相交,既短又不连续,呈韧性疲劳断口特征。但激光-MAG复合焊疲劳裂纹扩展区撕裂棱凸出较大,裂纹扩展时所需的动力更大,断裂韧性更高。分析发现,焊趾处圆滑过渡和细小的熔合区微观组织导致激光-MAG复合焊T型接头的疲劳强度高于MAG焊。

加氢反应器不锈钢堆焊熔合区氢剥离行为的分析

针对309L+347L双层不锈钢带极堆焊工艺,采用高温、高压釜试验方法进行了氢剥离试验研究,试验发现氢剥离裂纹萌生于紧靠熔合区硬化带的纯奥氏体晶界并沿平行于硬化带的奥氏体晶界扩展.结果表明,氢剥离的主要机制是H原子在硬化带与奥氏体不锈钢结合界面高度聚集,造成紧靠硬化带的纯奥氏体晶界脆化,在结合界面高剪应力的作用下,裂纹萌生和扩展.采用较小的焊接热输入,抑制309L堆焊层奥氏体晶粒过分长大并保证铁素体含量;采用合理的焊后热处理,减小硬化带厚度及控制加氢反应器停运的冷却速度是防止氢剥离的有效措施.

6061铝合金激光深熔焊等离子体光谱特征与气孔的相关性

采用光纤激光器对6061铝合金进行焊接,获得了表面成形良好的焊缝.利用光谱仪和高速摄像机获取等离子体的光谱和图像,分析了激光深熔焊时等离子体的光谱特征,讨论了光谱强度及其波动程度与焊缝气孔的位置及气孔率之间的相关性.结果表明,6061铝合金激光深熔焊时等离子体的电离度低,光谱中只有金属原子谱线,Al I 396.152 nm谱线的强度能够反映焊接过程中等离子体的光谱特征;等离子体光谱强度及其波动程度与焊缝中氢气孔的形成位置和气孔率均不存在必然联系;等离子体光谱强度与小孔型气孔的位置不存在相关性,但其波动程度能够反映小孔型气孔的气孔率.

16MnR钢三点弯曲解理断裂起裂源的类型

通过扫描电子显微镜观察了不同温度(-30～-150℃)下粗晶粗碳化物组织16MnR钢的三点弯曲解理断口,分析了解理断裂起裂源的类型。结果表明:试验条件下起裂源的类型主要为晶界碳化物开裂、夹杂物开裂、较大的碳化物界面分离、球状碳化物与铁素体基体界面分离、晶粒边界开裂;起裂源距塑性裂纹尖端的距离Xf对解理断裂起着决定性作用,并随温度升高呈增大的趋势;起裂源的类型对Xf值没有直接影响。

钢管径向摩擦焊温度场数值模拟

采用ABAQUS有限元软件,基于传热学及弹塑性力学有限元法,建立了径向摩擦焊接过程的二维轴对称、热力耦合及非耦合有限元计算模型.采用网格重划分技术模拟了径向摩擦焊接过程中焊接接头的温度场分布.结果表明,模拟出的接头飞边形貌与实际结果吻合良好.在二级摩擦阶段,摩擦界面由摩擦生成的热量与飞边形成带走的热量以及热传导散失的热量达到动态平衡,界面温度稳定在1 320℃以下.在三级摩擦阶段,由于高温金属层被迅速挤出,界面温度迅速下降.通过分析金相组织,得出接头热循环过程.接头温度分布的模拟结果与实际结果吻合良好.

大功率激光水下切割用喷嘴设计

综合考虑激光光束尺寸要求和拉瓦尔喷嘴的设计原理,对喷嘴的稳定段、收缩段、喉口及扩张段进行了设计.稳定段尺寸主要由激光切割枪整体尺寸限制确定,收缩段连接稳定段与喉口段,采用相切圆弧过渡方式,为保证激光顺利通过喉口部位,喉口段直径大于激光光斑直径,扩张段采用直线扩张方式,鉴于切缝宽度限制,扩张角不应过大.根据设计尺寸制造了超音速拉瓦尔喷嘴,喷出氧流速度及挺度得以改善,在激光水下切割试验中,采用局部排水法,较大氧气流量条件下顺利实现了深水条件下30 mm厚碳钢板的高效激光切割,与会聚型喷嘴相比,切割效果改善明显.

基于Pro/E的相贯曲面堆焊运动仿真分析

针对石油钻采专用阀门内壁复杂曲面的自动堆焊,在堆焊设备的研发过程中,建立了阀门内壁相贯曲线的数学模型,规划了堆焊焊枪的运动轨迹.在Pro/E软件工作环境下,建立了堆焊设备的三维实体模型,定义了运动连接,设定了伺服电机参数,进行了堆焊设备虚拟样机的计算机运动仿真试验,通过仿真分析,生成了运动轨迹曲线并进行了仿真误差分析,验证了该数学模型建立的正确性,为堆焊设备的研制提供了相应的虚拟样机仿真技术支撑.

撰写科技论文的一般规则

为了使科技工作者熟悉撰写科技论文的基本要求,掌握论文写作的一般方法,提高论文写作水平,针对科技论文的特点,结合多年科技期刊编辑工作的实践,分析了论文作者在所投文稿中存在的共性问题,指出了论文作者应如何解决这些问题的方法。阐述了科技论文的基本结构、写作要求和应注意的问题。根据有关国家标准和行业标准,简要说明了专业名词术语、物理量符号、计量单位的规范使用和对图表的要求及文后参考文献著录规则。

基于Pro/MECHANICA导轨梁的有限元分析及优化设计

目前用有限元建立机械系统分析的数学模型已成为其理论建模中最重要的方法之一。文中利用Pro/MECHANICA有限元分析软件,对立管内壁堆焊设备纵向导轨梁的设计参数进行灵敏度分析及优化设计,建立以导轨梁质量最小为目标函数,应力及位移为约束的优化数学模型,对其设计参数尺寸进行优化设计。分析和优化的结果对导轨梁的结构尺寸及可靠性设计具有一定的参考借鉴意义。

铝合金T型接头激光+GMAW复合热源焊温度场的有限元分析

从宏观传热学出发,综合考虑焊缝横断面形状特点及接头形式对焊接热流的影响,建立了适用的T型接头激光+GMAW复合热源焊的组合式热源模型.利用双椭球体热源模型描述电弧热流和熔滴热焓,采用热流峰值指数递增-锥体热源模型表征激光热输入,并通过坐标系转换的方法旋转热源模型,以考虑焊枪倾斜对焊接热流分布的影响,推导出适用于T型接头复合焊的热源模型表达公式,从而简化了T型接头焊接数值模拟中的模型加载过程.将所建立的模型用于不同焊接条件下铝合金T型接头激光+GMAW单侧双面焊接焊缝形状和尺寸的模拟计算,计算结果与实验结果吻合较好,从而证明了模型的准确性和适用性;利用该模型计算了铝合金T型接头复合焊近缝区不同位置的热循环曲线,分析了铝合金T型接头复合焊热循环特征,为其组织和性能的预测奠定了基础.