焊接工艺熔焊.pdf

熔 焊 焊 接 工 艺 2 0 0 6 2 1 1 3 等离子 弧 焊接 系统在不 锈 钢焊 管生产 中 的应用 陈国余 焊 管 一 2 0 0 5，2 8(5)一 5 l 5 3 论述 丁等 离子弧焊接原 理和焊接工 艺的优点，分 析 了等离 子弧 焊接系统中重要组成 部分 的性 能；介绍 了等离子弧焊接系统在不锈锕焊管生产中的一些焊 接工艺参数以及实际应用的效果 图5表】零 3 2 0 0 6 2 1 1 4 等 离子 弧一 MI G电弧 复台焊接 时的电气影 响f 英 M 1 l、e Kj ,We l d a n d C u u 一 2 0 0 2 (2)87 9 0 给出丁等离子弧一 Ml G 电弧复合焊接的一些历史 资料 研究 了这 种方 法 的工艺原 理 及其 优点、过程模 拟和数举 计算 问题。6表 2 2 0 0 6 2 1 1 5 销 钉 焊 时 电流极 性 的 影 响 英 R a r n a s a my S W e l d I-一 2 0 0 2 8 1(2)一 1 9 s 2 6 s 为丁评价影响销钉 与板材接头 质量 的因素 制定 了近 3 2项试验、涵 盖 8项 因索(销 钉镀 层类 型，衬 套 磨损水平 销钉极 性 电源类型，销 钉 几何形 状 板 材 厚度 接 触面 E 有否 硅 1 渍 板材镫 层类型)的 试验研 究 和接头切割、拉 伸、翘 曲与剪 切试验 计划 统 计方 法 砰价丁试验结果 证实 主甓影 响因素是接 头的儿 何形状(消钉直 径 和底层厚 度)。增加 直径 可提 高所 有 的力学性能 尽 管此 时接 头的 气孔率 会增 长，沿接 触 丽的微观组 织会悲 化 金相分析表 明 销钉端部不 利的轮廓 致 使 底=_I5 受 热 叫 显 由此本 应 改 善接头 质 量，但除剪 强度 外，辟来观 察到 此种 情 况。蚺切强 度 值是所研究的焊 接 条 件的变 化对 接头 质地影 响最 敏感 的指标 介绍 丁研 究方法 井讨 论 丁其 结粜 图 1 3 表 6参 4 2 0 0 6 1 1 1 6参数 对脉 冲埋 弧焊过 程动 态仿 真 波形 的 影响 郭海云 焊接学报 一 2 0 0 5，2 6(9)一 6 l 6 4 针对变速送 丝调 节系统脉 冲埋 弧 焊可凋 参数 众 多的问题，在所建仿真模型的基础上对其脉冲参数的 选择进行了研 究。分)；IJ 讨论 丁脉 冲频 率、脉宽 比、峰 值电流和基 值电流埘 lf 疔 波形 的影响，为实际生：验 中最 优化 参数 的 选择提供 了快 捷、直 观的方 法 为 1 6 脉冲埋弧焊的推广应用奠定了基础。图7参 8 2 0 0 6 2 1 1 7 S A 3 3 5 P 9 1材料 的埋弧 焊 徐在 林 焊 接 技 术 一 2 0 0 5，3 4(4)一 2 7 3 O 为提高 S A 3 3 5 P 9 l 钢的焊接效率 进行了 P 9 l 埋 弧焊 和焊 条 电弧 焊 2种焊 接方 法 的 比较 并 确定 了 P 9 l材料埋弧焊的试验 方案。通过试 验 对 P 9 l 埋弧 焊的焊材选用、道问温度和热输入控制及焊后热处理 进行 了研究 确定 了埋弧焊采 用英 国曼彻 特 和德 国蒂 森 的焊接材料 采 用正 火+回火 或整 体 回火工 艺，解 决 了焊缝冲击吸收功偏低的 问题 并在生 产上得 到应 用，生 产效率提高 了二倍 以上。图 l 表 4参 4 2 0 0 6 2 1 1 8 全数宇控制 C O2 焊 Ma t l a b S i mu l i n k建模 与仿真 冯日海 焊接学报 一 2 0 0 5 2 6(7)2 7 3 2 利用 Ma t l a b S i mu l i n k对全数字控制 C O 2 焊的短 路过渡过程进行了仿真 建立 了 I“功率变换电路单元一 数字控制单 元一 送 丝单 元一 短路过 渡负 载单 元”的 C O 焊 系统仿 真模型 从 整体 上对 C()焊全数字控制逆变 焊机系统进行了研究。短路过渡负载模型中考虑了 燃弧期间和短路期 间熔 滴的动态变化过 程 采 用 电弧 弧长和电爆炸 理论 来确 定短路燃弧与 否。从 而使数字 控制的效果直接在熔滴行为和电弧行为上得以体现。仿真波形与试验结果基本一致，证明所建的系统仿真 模型是正确的。图 1 4参 6 2 0 1)6 2 1 1 9 小 口径 钢管全 位置 脉冲 T I G多屡 焊 的组 织分析 吴运 涛 焊接 一 2 0 0 5 (8)一 3 1 3 3 采用全位置脉冲 TI G 焊技术 对 小 L-I 径钢管 环缝 进行焊接，焊接采用-r I G焊 打底+_ r I G填 丝的多层焊 工艺 分析了打底焊及 每层填 丝焊接完 成后 的打底层 焊缝组织。结果表明 采用多 层焊 工艺 可以很 好地避 免焊缝 及热影响 区的扩大，并且后焊层 对前焊 屡的再 加热作用 可细化晶粒 改善组织。图 2参 3 2 0 0 6 2 1 2 0 在熔化极 A r+2 5 C O 混合气体保护电 弧焊时间隙对对接焊缱尺寸的影响 俄 K o p e a H ”AB T o M a T c a p K a 一 2 0 0 2，(8)一 l 6 l 9 确定 丁在非 斜 面 对 接 接头 的熔 化 极 Ar+2 5 c(1 混台气体保 护电 弧焊 时问隙 馈与 焊缝 形状 的 关 维普资讯 http:/ 系 并研制 了考虑 间 隙影响 的焊 缝形 状统计一 判 定模 型。建议将所 研制 的模型 用于建 立 间隙不稳定 对接 接头弧焊 自适应控制系统的软件。图 3参 7 2 0 0 6 2 1 2 1 机器人化 非熔化 极气 体保护 焊板 材联 接 过程的统计计算方法 英 Al l e n T+T We l d J 一 2 0 0 2 8 l(5)-6 9 s 7 7 s，描述 了机器人 化 非熔化极 气体 保护焊 板材联 接 过程的统计计算方法 其目的是通过在达到最高焊接 速度的同时 保证即使在最不利的焊接条件下也有可 接受的焊缝质量来 获得 最短 的焊接 循环时 间。这样 提出任务可把按 Ta g u c h i 的信号 噪声值换算为该值 的可替换相关比值 从而利用经典的成熟试验来节省 试验经费。该方法 基于选择 推荐 的独立变量，此时所 有的试验点都处于相关范围内。在分析中包括水平 位置完成 的 4 0 9不锈 钢板 搭接 接头时 所采用 的板 材 焊接时焊缝质量 的简 便评 估方法。该 优化法 弄清 了 所达到的焊接速度与根部间隙值和焊枪定位因素的 关 系。指 出了下一步 的研究方向。图 8表 5参 1 6 2 0 0 6 2 1 2 2 动力设备用结构钢的A T I G焊 俄 E H q 且 P A r o Ma x e s a p K a 一 2 0 0 2 (9)一 3 5 3 8 研究 了采用添 加 活性剂 钨极惰 性气体 保护 电弧 焊(AT I G焊)焊接低合金碳索钢和耐热结构钢的效 率。表明 在低 电流时增 加 电弧 的熔 透能力，可 以在 接头中激发形成提高金属强度和降低其塑性的组织 成分。为了消除这个 因素对接头结 构强度的影 响 最 好 对接头进行 回火 其中包括现场 回火 和结 合用来 获 得 满意焊缝几 何形 状 的 自动加 压 的回火。图 4表 3 参 6 2 0 0 6 2 1 2 3 对熔 化极 气体 保护 电弧焊 工艺 参数的 敏 感度：铝和钢 英 Qu i n n T P We l d J 一 2 0 0 2，8 1 (4)-5 5 s 6 0 s 建立了熔化极气体保护弧焊的热传导模型，并在 其基础上 比较 了过程对 A1 和钢焊接工艺参数 的相对 敏感度。计算结果与试验数据吻合 良好。表明：A I 的 焊接过程对 J c 、送丝速度和(或)Un的变化比焊钢时 要敏感得多；在 J c u 范围中间点的同等条件下，A1 焊丝 相对于导电嘴的伸 出长度是钢焊丝场合下的 2 8倍。A1 和钢焊接时过程敏感度的差别是由于 A 1 的导热率 高、电阻和熔化温度低所致。A 1 的无量纲控制类别比 钢高一、二个数量级。对 E R 4 0 1 2合金 和几 乎是纯 A1 的 E RI 1 0 3焊丝进行 了模 拟，二种 情况下 采用相 同 的 热物理性 能。介绍 了模 拟 的理 论根 据 和试 验 方 法。图 9表 2 参 1 5 2 0 0 6 2 1 2 4 通过量纲 分 析实现熔 化极 惰性 气体 保护 焊工 艺 参 数 的选 择 英 Mu r r a y P E We l d J 一 2 0 0 2 8 1(7)一 1 2 5 s 1 3 1 s 描述了采用浸蚀分 析 和量纲 分析来 选择 熔化极 惰性气体保护焊工 艺参 数 的方 法。参数 的选 择取决 于获得稳定电弧 的弧长、熔深 和熔 化金 属面积，足 够 的焊缝截面和可 接受 的接头 深度 的变化。该 方法 还 可用于确定包括焊 缝截 面积 和截 面宽度 在 内 的影 响 接头质量的其它参数。量纲分析可以对焊接工艺参 数、变化 的电弧指标与焊缝几何形状 之间 的复 杂关 系 给出分析描述，从而不用进行复杂的试验就能选择最 佳的焊接 条件。描 述 了试验 方 法并 讨 论 了其 结果。引述了所获得的分析关系式。图 9 表 1 参 1 6 2 0 0 6 2 1 2 5 窄 间隙焊 接 殛焊 接 设备 结 构方 案 俄 By p a me n K o HA CB a p o y n p-B O 一 2 0 0 2，(1 1)2 5 28 6 2 64 制订并研制了厚达 i 0 0 mm焊接接头采用必须确 保气体保护作用 和相应焊缝 金属质 量 的氩基 混合气 体保护窄间隙熔化极焊接的工艺和自动焊机。确定 了带 有 2个 垂直 边缘 的坡 口中熔 敷金 属 成形 条件。此项工艺 和设备可以大 大降低能耗和焊接 材料消耗 确保焊接接头变形 最小、应 力最低 从 而避 免热影 响 区形成冷裂纹。图 5 参 8 2 0 0 6 2 1 2 6 小孔法双面弧焊过程 英 Z h a n g Y M We l d J 一 2 0 0 2，8 1(1 1)-2 4 9 s 2 5 5 s 研制了 3 0 4奥 氏体 不锈 钢 1 2 一 i n 厚钢板 窄 间隙 深熔深焊接过程。图 1 3表 2参 1 3 2 0 0 6 2 1 2 7 L i F对 自保 护药 芯焊 丝 电弧 稳定性 的影 响 李 坤 焊接 一 2 0 0 5，(8)一 2 8 3 0 采用 AH X V 电弧 分析仪研究 了芯料组成 中 L i F 对 自保护药芯焊 丝焊 接 电弧 稳定 性 的影响。研 究结 果表明，在 自保护药芯焊丝 中加入 L i F。能够减小焊接 电流的波动范 围，使焊 接 电弧的稳定 性 得到 改善，但 L i F的加入量应控制在合适 的范 围内，加 入量太 少稳 弧作用不明显，加入量过多能导致焊 接飞溅 增大及 由 于吸潮而带来 的的气孔等问题 图 3表 4参 1 】7 维普资讯 http:/ 2 0 0 6 2 1 2 8 4 5 C r NI Mo V A 钢 真 空 电子 束 焊 窦 政 平 焊接 学报-2 0 0 5 2 6(8)-7 3 7 6 针对 焊接深度要求 2 0 mm 的 4 5 C r N i Mo VA钢进 行了电子束焊接，对焊接工艺进行 分析与讨 论。利用 金相 分 析、扫 描 电 镜、断 I：1 分 析 等 测 试 方 法 对 4 5 C r Ni Mo VA钢的焊缝形貌、组织、性能进行 了研 究 分析裂纹 的成 因和防止的措 施，选 择了合理 的焊 接工 艺 试验结 果 表 明 采 用 电子 束 焊 接 4 5 C r Ni Mo V A 钢具有很强的优势。能获得较高的力学性能，焊缝经 表面着色探伤、力学性能、X射线探伤等检测，满足了 设计 的需要。图 7表 2参 4 2 0 0 6 2 1 2 9 磁化零件焊接时电子束偏移的确定方法 俄 且p a r y H o B B K C e a p o y n p-e o -2 0 0 2，(9)一 3 9。6 2 6 4 研究了带有剩余磁性的零件电子束焊接的若干 问题。制定 了用测量 范 围 0 1 1 9 mT 的 MX 一 1 0磁 强计按照剩余磁感应密度值确定厚达 4 0 mm零件在 弱磁场 中焊接 时 电子 束偏移 的方 法。证 明焊接 时焊 缝根部电子束实际偏移与试样之间相应间隙中电子 束偏移十分精确地一致，在这种情况下，误差不超过 2 5 。磁化零件熔 深度形状 的变化 不仅取 决于被焊 件厚度方 向 上 的 磁通 密度，而且 取 决 于焊 接工 艺参 数。图 l 3表 1 参 1 1 2 0 0 6 2 1 3 0 块体 非晶台金 Z r 4 5 C t h。A I 7激光 焊接过 程 中晶 化 行 为 的 研 究 李 波 电 焊 机 一 2 0 0 5，3 5 (7)一 3 0 3 4 非晶合金作为一种异于 晶态合 金的金 属材料，其 受焊行为与晶态材料突出的区别在于非晶材料的晶 化问题 采用了激光焊接技术连接块体非 晶舍金 Z r s C u s Al ，研 究了焊接过程 中焊缝 和热影响 区的晶 化 行为。基 于 D S C实 验结 果，推导 了块 体 非 品合 金 Z r 4。C u e Al 晶化转变温度与加热速率立方根的正比 关系，并将此结果应用于激光焊接加热过程 中，进行 了热影响区(HA Z)晶化体积的研究，分析了焊缝凝固 后没有形成枝状 晶的原因。图 5 表 1 参 1 8 用高速数字摄像机拍摄 了不同侧吹工艺参数下等离 子体 的动态变 化过 程。对 比分析 了侧 吹 工艺变 化对 等离子体行为和焊缝形貌的影响。结果表明：顶吹气 流 和侧吹气流 的合 流 角约 为 4 O 时焊 缝 背面 熔 宽最 大，喷嘴高度和流速变化对薄板激光焊接过程有显著 的影响 l 薄板 C 0 激光焊过程中工件表面上方的等离 子体云团有二种典型的形态。即焊透时出现体积较小 的等离子体云团和未焊透时出现的体积较大的等离 子体云团 图 1 3参 1 4 2 0 0 6 2 1 3 2 激光焊接 Q 2 3 s厚钢板的试验研究 花银 群 应用激光-2 0 0 5 ，2 5(4)-2 3 0 2 3 2 采用 5 k w 高功率横流 C O 激光器加工系统对 Q 2 3 5低碳厚钢板进行焊接试验，研究 了工艺参数对 激光深熔焊的焊缝的影响，并进一步进行了优化试 验，对试样进行了拉伸试验、金相分析和显微硬度分 析。图 5 表 3 参 2 2 0 0 6 2 1 3 3 圆形 制件的激光焊 德 B e n z i n g e r M Ma c h i n e n ma r k t 一 2 0 0 2，1 0 8(3 9)一 3 8 4 0 指出了激光焊较之其他焊接形式的优点。指 出 了激光焊在内压成形法制造产品中的应用，强调了激 光器对于各种材料和该方法所制产品几何图形的使 用灵活性，对于异种材料制管状修合毛坯尤其如此。如果说激光焊还 只是在该领 域内应用，那 末激光 切割 就应 用得 十分 广泛 了。在切 割液 压成形 法制 成 的产 品时。既可采用 连带 活动 关 节机器 人 的钕一 钇 铝 石榴 石激光器。也可 采 用连 带笛 卡 尔五 轴机 的 C O 激光 器 对其二 种激光 切割形式 进行 了对 比，指 出 了它们 最受欢迎的应 用领域。图 3 2 0 0 6 2 1 3 4 激光焊接模拟计算程序 德 Ma s c h i n e n ma r k t 一 2 0 0 2，1 0 8(3 5)一 6 1 Vi s u a l An a l y s i s AG公司推 出可大大缩短 相应工 艺选择时间的激光焊过程计算用的计算机程序。此 程序可用于工艺过程的最佳化和人员培训。这种程 序的基础是考虑影响激光焊的所有因素以_及_ 各种物 理现象的数学模型。程序帮助迅速定性定量评估焊 接工艺参数对焊接结果的影响。2 0 0 6 2 1 3 1 侧 吹气体对不锈钢薄板 c 0 激光焊接过 程 的影响 张林杰 应用激光 一 2 0 0 5。2 5(4)一 2 1 7 2 2 1 2 0 0 6 1 2 1 3 5 水下 焊接 技 术研 究和应 用 的进 展 朱 加 为了研 究侧 吹辅 助气体 对 C Oz 激 光焊接 过程 的 雷 焊接技术 一 2 0 0 5，3 4(4)一 l 3 影响及其机理，在不锈钢薄板c()z 激光焊接过程中 水下焊接由 于受水的影响，其焊接方法与焊接设 1 8 维普资讯 http:/ 备郇比陆上的复杂得多 综述 了各 种水下焊接技术研 究与应刚的最新进展 介绍 现 在的一些新技术 住焊 接领域的应用观状 对水 下烀 接技术的发展趋势 提 L f j 了一些吾法。参 1：2 0 0 6 2 1 3 6 氢对结 构钢“湿”法水下 焊接 时焊接性 的 影 响 俄 Ma c J m H H t I(O B nC C a p o u ri p-o 一 2 00 2 (1 0)一 8 l 2 6 2 6 3 汇总丁现 有的有关 刚药皮 焊 条在“湿”法水 下焊 接、焊缝金 属 被扩 敞氧严 重充 满 时钢 铁焊 接性 的信 息。目前现有的资 料才能 够建立 具 体牌 号的钢水下 焊接时，熔 化金属 的实际 禽氢姑与 裂纹形成间 的关联 关 系。为空气中焊 接所 觇定 的含氢量 标准不适 用 于 水下焊接 为此 必须进 行 f IJ 究 以 便从冷裂纹 形成 的 观点 确定“安全 的”氢浓度。还 应 当继续开 发 町你证 焊 缝金属 含 氧量 最 低 的焊接 方法 和焊 接材料。圈 4 表 l 参 l 6 t 压 焊 2 0 0 6 2 1 3 7 金 属 爆 炸 焊 工 艺 流 程 图 分偻 法【似 T l b l C a K B I C B a p o 【h i)n o 一 2 0 0 2 (9)一 3 3 3 9，6 3 6 4 根据对技术和专利信息的分析和系统整理 制定 了 fj 爆炸焊-,t i 0 造 复台材 料和部 件 的 。艺原理 图分类 法。分类法可以在 解决 层状 复合材 十 和各 种形状 及 刚途 复台零部件设 汁结掏工艺问题 时选 择最 佳工 艺。I 列 8鸯 l 0 2 0 0 6 2 1 3 8 电阻焊 工 艺 参数 嘏 佳化 方 法研 究 焚J I)i l t h e y U W e l d f i n d Cu u。2 0 0 2-(1)1 4 1 8 提 出丁电阻焊 工 艺参 数(焊接 持续时 问、电流强 度 和电极压力)汁算和最佳化 的数学方法，为此编制 丁软件 圈 7 表 l参 6 2 0 0 6 2 1 3 9 基于信号 特征 提取的 电阻点焊 质量在 线 评判 鹏 贤，焊接学报 一 2 0 0 5 2 6(9)5 2 5 7 以焊点接头强度 作为焊点质量 评判 的指标 通过 埘 点焊过 焊接 电流、动 态 电m、电f 盘 位移 信 号的 同 步采集 和特 缸分 析，提 取 若干 特 征 参世 峨测 点焊 过 程，依据特征参量与焊点接头抗 剪强度 问的相关分析 结 l粜，选取来 自不 同 测信 号的 7 个特征 参量建立 丁 丧征点焊过程的特征镇式 并将此转 化为 汁算机可 以 识别的模式矩阵 同时 以焊接 电流 参数为模式 分类的 依据 建立不同模式矩阵类别 和焊 点接头抗剪 强度之 的映射，将模式矩 阵作为 Ho p f i e l d神经 网络的记忆 样本存储 干网络 利用 网络联 想记忆的功能实 现对未 知样本点焊过程的模式识别 进而实现点焊 质量的评 判。网络测试结果表明 利用 Ho p f i e l d网络进行焊点 质量在线评判可以得到满意的效果。图 8表 4 参 9 2 0 0 6 2 1 4 0 镀锌钢板白车身的点焊喷溅问题 包 哗 焊接 一 2 0 0 5 (7)-2 7 2 9 通过对点焊喷溅形成机理的分析，结合镀锌 钢板 电阻点焊的特殊-陛。对白车身制造过程中产生点焊喷 溅的影响因素进行 了详 细 的分析。并 结合 生产现 场 的实际情况 对降低点焊喷溅 的发生提 出了相应的解 决措施。对于提 高车身表面质量、减低工人 的劳动强 度具有一定的实践意义。图 3表 l 参 6 2 0 0 6 2 1 4 1 汽车碰 撞仿 真研 究中点 焊连接 关 系的有 限元模拟 何 文 机 械工 程学报 一 2 0 0 5 4 l(9)一 7 3 77 在 汽车有限元分析仿真计算中，结 构 中的点焊 模 拟一直是一 个难以解决 的问题 综合 现有 的模 拟方 法 对点焊提出了一种新的处理对策 即在焊接节点 之问引入一个刚性梁单元，单元可承受拉伸力和剪切 力 同时引入节点耦合 技术，在计算焊 接节 点受 力的 时候将节点位移约束作为惩罚项添加进去。当单元 内部受力超过点 焊 的实 际 承载能力 时。焊点 脱 开 单 元 自动分解为两部分，且 分解 后 自动进入 接触搜寻处 理 系统 嘲 6 参 7 2 0 0 6 2 1 4 2 等离子弧点 焊新 工艺 德 We r k s t F o r t ig 一 2 002，(5)：2 5 S B I P r o d u k t i o n公 司(奥 地利)与德 国 B e r g ma n n u n d S t e f f e n合作共 同研 制 了等 离子弧 点焊 与缝 焊新 工 艺。研制了不使 用填 充材料 点焊 马 口铁的水 冷等 离子弧喷嘴专用逆 变器。专 门的等 离子 流聚 焦 系统 以把热能聚焦于焊 接点。缝 焊时 采 用等离 子多 逆 变器。设置了用于焊接 过程 中监测 焊 接工 艺参数 及 进行其定位的 计算机程 序 2 0 0 6 2 1 4 3 电阻 点焊 时 电极 压 力是 重 要 变量 英 Ki r c h h e i m A We l d a n d Cu r t 一 2 0 0 2。(3)一 l 3 O 1 3 1 K i s t l e r I n s t r u me n t e A G公 司(瑞 士)研 制成 了电 l 9 维普资讯 http:/