2006年 第5期
2006, (5): 1-4.
摘要:
焊接过程是一个迅速而又极不均匀的物理化学冶金过程,焊接熔池一直是焊接模拟的一个重要领域。根据能量守恒的基本原理和钨极氩弧焊(TIG)工艺的特点,建立了运动电弧作用下紫铜非稳态TIG焊接熔池形态的数值分析模型,分析中引入了热焓的概念和表面双椭圆分布的热源模型,较好地满足了TIG焊接数值模拟的要求。在不预热的情况下采用Ar+N2对厚壁紫铜进行了TIG焊接的研究,并在不同工艺参数下将试验值与计算值进行了比较。结果表明,计算的结果与实际测量的结果较为吻合,证明了模型的可靠性和正确性。
焊接过程是一个迅速而又极不均匀的物理化学冶金过程,焊接熔池一直是焊接模拟的一个重要领域。根据能量守恒的基本原理和钨极氩弧焊(TIG)工艺的特点,建立了运动电弧作用下紫铜非稳态TIG焊接熔池形态的数值分析模型,分析中引入了热焓的概念和表面双椭圆分布的热源模型,较好地满足了TIG焊接数值模拟的要求。在不预热的情况下采用Ar+N2对厚壁紫铜进行了TIG焊接的研究,并在不同工艺参数下将试验值与计算值进行了比较。结果表明,计算的结果与实际测量的结果较为吻合,证明了模型的可靠性和正确性。
2006, (5): 5-8.
摘要:
采用等离子熔-喷技术,在Q235钢表面制作了WC-17%Co金属陶瓷涂层,实现了涂层与基体为冶金结合的高结合强度涂层结构,从而解决了陶瓷涂层结合强度低的关键性难题。采用光学显微镜、SEM、TEM及EDS等方法,对熔-喷涂层接头形貌进行了分析研究。试验结果表明,熔-喷接头具有类似焊接接头的特征,是由涂层、熔合区、扩散区、热影响区所组成。熔-喷涂层与常规的喷涂涂层组织结构大不相同,组织结构比较复杂,主要由M6C(Fe3W3C或Co3W3C)、WC、γ-Fe、Co3O4、γ-Co、FeW3C、Fe2W和W2C等相组成,而且有规律地分布在涂层中的不同区域,根据组织结构的不同,涂层可分为表面层、中间冶金反应层和底层三个区域。
采用等离子熔-喷技术,在Q235钢表面制作了WC-17%Co金属陶瓷涂层,实现了涂层与基体为冶金结合的高结合强度涂层结构,从而解决了陶瓷涂层结合强度低的关键性难题。采用光学显微镜、SEM、TEM及EDS等方法,对熔-喷涂层接头形貌进行了分析研究。试验结果表明,熔-喷接头具有类似焊接接头的特征,是由涂层、熔合区、扩散区、热影响区所组成。熔-喷涂层与常规的喷涂涂层组织结构大不相同,组织结构比较复杂,主要由M6C(Fe3W3C或Co3W3C)、WC、γ-Fe、Co3O4、γ-Co、FeW3C、Fe2W和W2C等相组成,而且有规律地分布在涂层中的不同区域,根据组织结构的不同,涂层可分为表面层、中间冶金反应层和底层三个区域。
2006, (5): 9-12.
摘要:
在铝合金CO2激光焊接时,通过填充焊丝向焊接熔池注入外加电流,直流电源的一极与填充焊丝相连,另一极在熔池后方与工件相连,由此构成电流回路。研究结果表明,随着外加电流的增加,焊缝熔深和面积增大,且焊缝表面成形更加均匀,鱼磷纹更加细密,即外加电流提高了焊接效率,改善了焊接过程的稳定性。进一步研究表明,外加电流的电阻热对焊接结果的影响极小。外加电流对铝合金CO2激光焊接的影响归因于电流的磁流体效应。
在铝合金CO2激光焊接时,通过填充焊丝向焊接熔池注入外加电流,直流电源的一极与填充焊丝相连,另一极在熔池后方与工件相连,由此构成电流回路。研究结果表明,随着外加电流的增加,焊缝熔深和面积增大,且焊缝表面成形更加均匀,鱼磷纹更加细密,即外加电流提高了焊接效率,改善了焊接过程的稳定性。进一步研究表明,外加电流的电阻热对焊接结果的影响极小。外加电流对铝合金CO2激光焊接的影响归因于电流的磁流体效应。
2006, (5): 13-16,20.
摘要:
提出了基于焊接比色图像偏心的概念并给出计算公式。从比色图像信号强度与焊接区域发射率、光谱辐射强度等的关系、比色值与焊接温度场及比色系统波长的关系以及比色图像偏心计算公式出发,分析了比色图像比色值分布对称性,推导并建立了焊接比色图像偏心与焊接区温度的函数值、焊缝中心与电弧中心偏差间关系模型。研究了以比色图像偏心作为检测对象的优异特性,给出了模型在某一焊接工艺参数条件下的数值解,发现模型的输出与输入有很好的线性关系。仿真试验证明以比色图像偏心可以代替焊缝中心偏差,为进一步研究比色图像偏心算法的实际应用打下理论基础。
提出了基于焊接比色图像偏心的概念并给出计算公式。从比色图像信号强度与焊接区域发射率、光谱辐射强度等的关系、比色值与焊接温度场及比色系统波长的关系以及比色图像偏心计算公式出发,分析了比色图像比色值分布对称性,推导并建立了焊接比色图像偏心与焊接区温度的函数值、焊缝中心与电弧中心偏差间关系模型。研究了以比色图像偏心作为检测对象的优异特性,给出了模型在某一焊接工艺参数条件下的数值解,发现模型的输出与输入有很好的线性关系。仿真试验证明以比色图像偏心可以代替焊缝中心偏差,为进一步研究比色图像偏心算法的实际应用打下理论基础。
2006, (5): 17-20.
摘要:
阐述了以固有应变为基础的弹性板单元有限元残余变形预测法。通过金属结构的焊接变形的预测和船板的线状加热弯曲成形变形计算的实例,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元残余变形预测法在热加工过程中应用的可行性。
阐述了以固有应变为基础的弹性板单元有限元残余变形预测法。通过金属结构的焊接变形的预测和船板的线状加热弯曲成形变形计算的实例,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元残余变形预测法在热加工过程中应用的可行性。
2006, (5): 21-26.
摘要:
为了探索电弧声在焊接质量监控中的应用途径,在对短路过渡GMAW电弧声信号频谱分析的基础上提出电弧声道概念,认为声道是受焊接参数、电弧形态等众多因素影响的分布参数系统。电弧声的LPC(线性预测)模型是声道传输特性的一个参数化估计。电弧声频谱与焊丝干伸长密切相关,但呈现出高度复杂性和非线性。利用电弧声LPC预测系数和反射系数构造输入向量,建立了支持向量机(SVM)的焊丝干伸长分类模型。训练和测试结果表明,采用不同形式核函数的SVM(支持向量机)分类器均能实现干伸长的正确分类,其性能明显优于相同条件下的RBF(径向基函数)神经网络分类模型,小样本情况下仍具有较好的推广能力。其中,用反射系数作为输入向量训练三次多项式核函数的SVM分类器性能最优,测试正确率在98%以上。据此认为,利用LPC分析提取电弧声的特征向量,建立SVM模型是一种焊接动态参数监控的可行方法。
为了探索电弧声在焊接质量监控中的应用途径,在对短路过渡GMAW电弧声信号频谱分析的基础上提出电弧声道概念,认为声道是受焊接参数、电弧形态等众多因素影响的分布参数系统。电弧声的LPC(线性预测)模型是声道传输特性的一个参数化估计。电弧声频谱与焊丝干伸长密切相关,但呈现出高度复杂性和非线性。利用电弧声LPC预测系数和反射系数构造输入向量,建立了支持向量机(SVM)的焊丝干伸长分类模型。训练和测试结果表明,采用不同形式核函数的SVM(支持向量机)分类器均能实现干伸长的正确分类,其性能明显优于相同条件下的RBF(径向基函数)神经网络分类模型,小样本情况下仍具有较好的推广能力。其中,用反射系数作为输入向量训练三次多项式核函数的SVM分类器性能最优,测试正确率在98%以上。据此认为,利用LPC分析提取电弧声的特征向量,建立SVM模型是一种焊接动态参数监控的可行方法。
2006, (5): 27-30,34.
摘要:
分析比较了三种基于点热源的熔化极气体保护焊(GMAW)热输入分布模式,并结合移动点热源作用下焊接温度场的瞬态解分别对其进行了计算,通过焊缝横截面熔合线几何形状计算值与实测值的比较,对三种热输入分布模式进行了评估。利用所建串热源模型模拟了Q195低碳钢和JG590低合金钢GMAW焊缝横截面熔合线的几何形状,进行了Q195钢和JG590钢的GMAW工艺试验,通过焊缝横截面熔合线的几何形状对所建模型进行了试验验证。采用计算和试验相结合的方法,分析评价了目前常用的t8/5计算公式,利用JG590钢焊接温度场的计算结果,结合JG590钢的焊接连续冷却组织转变图,成功地预测了焊接接头熔合区的组织及硬度。
分析比较了三种基于点热源的熔化极气体保护焊(GMAW)热输入分布模式,并结合移动点热源作用下焊接温度场的瞬态解分别对其进行了计算,通过焊缝横截面熔合线几何形状计算值与实测值的比较,对三种热输入分布模式进行了评估。利用所建串热源模型模拟了Q195低碳钢和JG590低合金钢GMAW焊缝横截面熔合线的几何形状,进行了Q195钢和JG590钢的GMAW工艺试验,通过焊缝横截面熔合线的几何形状对所建模型进行了试验验证。采用计算和试验相结合的方法,分析评价了目前常用的t8/5计算公式,利用JG590钢焊接温度场的计算结果,结合JG590钢的焊接连续冷却组织转变图,成功地预测了焊接接头熔合区的组织及硬度。
2006, (5): 31-34.
摘要:
在给定裂纹尺寸和载荷条件以及材料的力学性能的情况下,根据欧洲共同体提出的结构完整性评定方法(SINTAP),针对高匹配API5LX65管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行安全评定,用极限载荷法和CTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果进行评定。同时根据母材和全焊缝拉伸试验结果,建立高匹配X65管线钢焊接接头的二级评定曲线。评定结果表明,在采用二级评定时,评定点在评定曲线范围内,说明该结构是安全的。将SINTAP安全评定方法应用于高匹配焊接管道结构,将为SINTAP在国内管道结构安全评定中的应用奠定基础。
在给定裂纹尺寸和载荷条件以及材料的力学性能的情况下,根据欧洲共同体提出的结构完整性评定方法(SINTAP),针对高匹配API5LX65管线钢焊接接头焊趾处的表面裂纹进行安全评定,用极限载荷法和CTOD(裂纹尖端张开位移)试验结果进行评定。同时根据母材和全焊缝拉伸试验结果,建立高匹配X65管线钢焊接接头的二级评定曲线。评定结果表明,在采用二级评定时,评定点在评定曲线范围内,说明该结构是安全的。将SINTAP安全评定方法应用于高匹配焊接管道结构,将为SINTAP在国内管道结构安全评定中的应用奠定基础。
2006, (5): 35-38.
摘要:
Fe3A1/18-8扩散焊界面不均匀地分布着第二相析出物,特别是交界面处连续分布的析出相族可能直接诱发裂纹,是引起接头失效的重要因素。对Fe3A1/18-8扩散焊接头进行再加热,采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等对析出相及界面相结构进行分析。结果表明,再加热后界面析出相细化且形状规则,均匀分布于Fe3A1/18-8界面,析出相族消失。界面附近的显微硬度降低,不存在高硬度脆性相。
Fe3A1/18-8扩散焊界面不均匀地分布着第二相析出物,特别是交界面处连续分布的析出相族可能直接诱发裂纹,是引起接头失效的重要因素。对Fe3A1/18-8扩散焊接头进行再加热,采用扫描电镜、能谱分析、X射线衍射等对析出相及界面相结构进行分析。结果表明,再加热后界面析出相细化且形状规则,均匀分布于Fe3A1/18-8界面,析出相族消失。界面附近的显微硬度降低,不存在高硬度脆性相。
2006, (5): 39-42.
摘要:
提出了用于遥控焊接的激光视觉传感辅助遥控示教技术。克服了基于立体视觉显示遥控示教的缺点,操作者工作强度减轻。通过激光视觉传感提取焊缝特征点作为示教点,提高了识别精度。空间鼠标作为远端焊接机器人的手控器,提高了操作的灵活性。实现了对平面曲线焊缝和复杂空间焊缝的遥控示教。结果表明,此技术可以大大减少操作者的示教时间;示教路径精确;焊接过程自动执行,避免了远程操作的时间延迟影响,对遥控焊接在实际工程的应用有较高的价值。
提出了用于遥控焊接的激光视觉传感辅助遥控示教技术。克服了基于立体视觉显示遥控示教的缺点,操作者工作强度减轻。通过激光视觉传感提取焊缝特征点作为示教点,提高了识别精度。空间鼠标作为远端焊接机器人的手控器,提高了操作的灵活性。实现了对平面曲线焊缝和复杂空间焊缝的遥控示教。结果表明,此技术可以大大减少操作者的示教时间;示教路径精确;焊接过程自动执行,避免了远程操作的时间延迟影响,对遥控焊接在实际工程的应用有较高的价值。
2006, (5): 43-46.
摘要:
采用一种新型的应用火药作为驱动力的铆接方法和试验设备。对影响该方法的主要因素如模具尺寸、铆钉硬度进行分析。用该设备铆接铝合金板形成的接头的拉剪强度、十字抗拉强度以及疲劳强度与点焊形成的接头进行比较。试验证明这种新型的自穿孔铆接接头比点焊接头有更好的力学性能。
采用一种新型的应用火药作为驱动力的铆接方法和试验设备。对影响该方法的主要因素如模具尺寸、铆钉硬度进行分析。用该设备铆接铝合金板形成的接头的拉剪强度、十字抗拉强度以及疲劳强度与点焊形成的接头进行比较。试验证明这种新型的自穿孔铆接接头比点焊接头有更好的力学性能。
2006, (5): 47-51.
摘要:
试验研究了不同超声功率条件下,键合时间对粗铝丝引线键合强度的影响规律。试验中记录了每种键合试验的键合时间,采集了每一个键合点的剪切测试力作为键合点抗剪强度的表征,记录了每个键合点的状态。结果表明:(1)在小超声功率条件下,键合强度对键合时间敏感;在大超声功率条件下,敏感性下降;(2)短键合时间条件下主要键合失败形式为剥离和无粘接,表明键合界面的原子扩散不够;(3)大超声功率长键合时间条件下的键合失败形式多为根切,表明键合界面的原子扩散虽然足够,但长时间的超声振动也会使粗铝丝产生疲劳断裂,形成过键合。
试验研究了不同超声功率条件下,键合时间对粗铝丝引线键合强度的影响规律。试验中记录了每种键合试验的键合时间,采集了每一个键合点的剪切测试力作为键合点抗剪强度的表征,记录了每个键合点的状态。结果表明:(1)在小超声功率条件下,键合强度对键合时间敏感;在大超声功率条件下,敏感性下降;(2)短键合时间条件下主要键合失败形式为剥离和无粘接,表明键合界面的原子扩散不够;(3)大超声功率长键合时间条件下的键合失败形式多为根切,表明键合界面的原子扩散虽然足够,但长时间的超声振动也会使粗铝丝产生疲劳断裂,形成过键合。
2006, (5): 52-56.
摘要:
以中高碳钢60CrMnMo为研究对象,测量了堆焊后的残余应力场。采用有限元分析对热源移去前后堆焊温度场和应力场进行了数值模拟。残余应力场实测结果与模拟结果基本吻合,证明了模型的有效性。温度场模拟获得了不同时刻整个试样的温度分布及试样上各典型截面的温度变化曲线。堆焊16 s后移去热源前后温度场分布有很大差异,堆焊结束后,热量迅速向下表面及周界方向传播。直至180 s,试样温度场显现平衡态,传热基本停止,此时温度峰值位于靠近下表面心部,内外温差不大。利用温度场模拟结果模拟了堆焊热源移去前后几个关键时刻的瞬态过程应力。结果表明,应力峰值出现于热影响区与母材区交界面,跃变点前后变化十分显着。
以中高碳钢60CrMnMo为研究对象,测量了堆焊后的残余应力场。采用有限元分析对热源移去前后堆焊温度场和应力场进行了数值模拟。残余应力场实测结果与模拟结果基本吻合,证明了模型的有效性。温度场模拟获得了不同时刻整个试样的温度分布及试样上各典型截面的温度变化曲线。堆焊16 s后移去热源前后温度场分布有很大差异,堆焊结束后,热量迅速向下表面及周界方向传播。直至180 s,试样温度场显现平衡态,传热基本停止,此时温度峰值位于靠近下表面心部,内外温差不大。利用温度场模拟结果模拟了堆焊热源移去前后几个关键时刻的瞬态过程应力。结果表明,应力峰值出现于热影响区与母材区交界面,跃变点前后变化十分显着。
2006, (5): 57-60,64.
摘要:
研究了系列低碳微合金Ti-Nb可焊钢中的N含量对模拟焊接热影响区(HAZ)高温奥氏体晶粒尺寸和冲击韧度的影响及其第二相粒子的作用。对试样进行了大热输入焊接热模拟,测定了高温奥氏体晶粒尺寸和焊后试样中的冲击韧度值,并用透射电子显微镜萃取复型法观察了典型试样中第二相粒子(Ti,Nb)N的形态及分布特征。结果表明,钢中Ti、N含量及第二相粒子的尺寸和数目与高温奥氏体晶粒尺寸及冲击韧度值具有很好的对应关系;钢中的N由于生成了细小弥散分布的第二相粒子(Ti,Nb)N而细化了高温奥氏体晶粒,改善了焊后韧性。低碳微合金Ti-Nb钢中适宜的含氮量有一个范围。
研究了系列低碳微合金Ti-Nb可焊钢中的N含量对模拟焊接热影响区(HAZ)高温奥氏体晶粒尺寸和冲击韧度的影响及其第二相粒子的作用。对试样进行了大热输入焊接热模拟,测定了高温奥氏体晶粒尺寸和焊后试样中的冲击韧度值,并用透射电子显微镜萃取复型法观察了典型试样中第二相粒子(Ti,Nb)N的形态及分布特征。结果表明,钢中Ti、N含量及第二相粒子的尺寸和数目与高温奥氏体晶粒尺寸及冲击韧度值具有很好的对应关系;钢中的N由于生成了细小弥散分布的第二相粒子(Ti,Nb)N而细化了高温奥氏体晶粒,改善了焊后韧性。低碳微合金Ti-Nb钢中适宜的含氮量有一个范围。
2006, (5): 61-64.
摘要:
针对压阻式微型压力传感器封装工艺中,硅芯片外引线键合的要求,分析了热压焊引线键合原理,研制了热压焊装置。在扫描电镜下,对键合点进行了微观分析。使用接合强度测试仪对压焊键合点强度进行了拉断试验,测得键合强度拉断力都在0.17 N之上。通过对金铝压焊处金属间化合物及其扩散深度随温度增长关系的研究,键合时调节压焊控制台电压使衬底温度保持在150~200℃,压焊头辟刀温度保持在150℃左右,从而保证了压焊点接触的可靠性。
针对压阻式微型压力传感器封装工艺中,硅芯片外引线键合的要求,分析了热压焊引线键合原理,研制了热压焊装置。在扫描电镜下,对键合点进行了微观分析。使用接合强度测试仪对压焊键合点强度进行了拉断试验,测得键合强度拉断力都在0.17 N之上。通过对金铝压焊处金属间化合物及其扩散深度随温度增长关系的研究,键合时调节压焊控制台电压使衬底温度保持在150~200℃,压焊头辟刀温度保持在150℃左右,从而保证了压焊点接触的可靠性。
2006, (5): 65-68.
摘要:
通过对7A52铝合金进行大量的搅拌摩擦焊接试验,对焊缝的宏观组织、微观组织及显微硬度进行分析。焊缝可分为热影响区、热机影响区和焊核等三个区域。其中,焊核为明显的再结晶等轴晶粒,晶粒明显细化;热机影响区出现了晶粒粗化现象,由母材的细纤维组织变形为具有一定弧度的弯曲粗纤维组织;热影响区的晶粒与母材相似,但出现了晶粒粗化现象。沿焊缝横截面的显微硬度的分布呈高-低-高-低-高的趋势,其中焊缝顶部的硬度达到了母材的硬度,硬度最低处位于前进侧的热影响区区域。
通过对7A52铝合金进行大量的搅拌摩擦焊接试验,对焊缝的宏观组织、微观组织及显微硬度进行分析。焊缝可分为热影响区、热机影响区和焊核等三个区域。其中,焊核为明显的再结晶等轴晶粒,晶粒明显细化;热机影响区出现了晶粒粗化现象,由母材的细纤维组织变形为具有一定弧度的弯曲粗纤维组织;热影响区的晶粒与母材相似,但出现了晶粒粗化现象。沿焊缝横截面的显微硬度的分布呈高-低-高-低-高的趋势,其中焊缝顶部的硬度达到了母材的硬度,硬度最低处位于前进侧的热影响区区域。
2006, (5): 69-72.
摘要:
研制了一种以80C196KC16位单片机为核心,采用U-I模式控制的逆变熔化极脉冲气体保护焊机。通过采集焊接过程中的电弧电压和电流信号,在峰值期间保持电压恒定,在基值期间保持电流恒定,脉冲参数依据一个脉冲过渡一个熔滴的原则选取。在焊接过程中脉冲频率保持不变,通过峰值电流的变化来实现弧长调节。结果表明,该系统工作稳定,焊机具有良好的焊接工艺性能。
研制了一种以80C196KC16位单片机为核心,采用U-I模式控制的逆变熔化极脉冲气体保护焊机。通过采集焊接过程中的电弧电压和电流信号,在峰值期间保持电压恒定,在基值期间保持电流恒定,脉冲参数依据一个脉冲过渡一个熔滴的原则选取。在焊接过程中脉冲频率保持不变,通过峰值电流的变化来实现弧长调节。结果表明,该系统工作稳定,焊机具有良好的焊接工艺性能。
2006, (5): 73-75.
摘要:
将被焊工件温度模糊控制技术应用于电子束扫描钎焊中,所研发的系统集成了电子束焊接过程控制、电子束扫描轨迹控制、工件温度模糊控制、焊接数据高速采集与存储等多项功能。通过扫描轨迹的编辑与控制,可以适应各种形状曲线钎焊缝的温度场要求;在电子束对工件进行扫描加热的同时,通过温度采集装置实时得到被焊工件的温度信号并与设定值进行对比从而得到温度偏差及偏差的变化率作为模糊控制器的两个输入变量,以模糊控制器输出控制量调节电子束流大小,从而实现钎焊温度的闭环控制。控制系统具有响应速度快、稳定时间短、稳态误差小、超调量小等特点,表明在电子束钎焊过程中采用模糊控制技术可以得到非常理想的控制效果。
将被焊工件温度模糊控制技术应用于电子束扫描钎焊中,所研发的系统集成了电子束焊接过程控制、电子束扫描轨迹控制、工件温度模糊控制、焊接数据高速采集与存储等多项功能。通过扫描轨迹的编辑与控制,可以适应各种形状曲线钎焊缝的温度场要求;在电子束对工件进行扫描加热的同时,通过温度采集装置实时得到被焊工件的温度信号并与设定值进行对比从而得到温度偏差及偏差的变化率作为模糊控制器的两个输入变量,以模糊控制器输出控制量调节电子束流大小,从而实现钎焊温度的闭环控制。控制系统具有响应速度快、稳定时间短、稳态误差小、超调量小等特点,表明在电子束钎焊过程中采用模糊控制技术可以得到非常理想的控制效果。
2006, (5): 76-80.
摘要:
采用脉冲TIG焊马氏体时效钢金属粉芯焊丝堆焊铝合金压铸模表面来提高模具表面性能。利用SEM、TEM和XRD对堆焊层的微观组织和相特点进行分析。结果表明,堆焊层金属在时效处理后利用低碳马氏体基体上沉淀析出的金属间化合物(Ni3Ti、Ni3(Al,Ti))强化,得到较高硬度和强度,兼具一定韧性的耐疲劳堆焊层,发现还析出(Ni2.9Fe0.1)Ti、(Ni0.7Fe0.3)Al相。与18Ni马氏体时效钢和H13钢实心焊丝进行抗热疲劳试验对比,测试热循环作用下的硬度变化、产生热疲劳裂纹的热循环次数及热裂纹扩展速率,结果显示金属粉芯焊丝堆焊层具有较高的抗热疲劳性能。
采用脉冲TIG焊马氏体时效钢金属粉芯焊丝堆焊铝合金压铸模表面来提高模具表面性能。利用SEM、TEM和XRD对堆焊层的微观组织和相特点进行分析。结果表明,堆焊层金属在时效处理后利用低碳马氏体基体上沉淀析出的金属间化合物(Ni3Ti、Ni3(Al,Ti))强化,得到较高硬度和强度,兼具一定韧性的耐疲劳堆焊层,发现还析出(Ni2.9Fe0.1)Ti、(Ni0.7Fe0.3)Al相。与18Ni马氏体时效钢和H13钢实心焊丝进行抗热疲劳试验对比,测试热循环作用下的硬度变化、产生热疲劳裂纹的热循环次数及热裂纹扩展速率,结果显示金属粉芯焊丝堆焊层具有较高的抗热疲劳性能。
2006, (5): 81-84.
摘要:
从为实现离线编程系统中计算机自动编程目标出发,对焊接工件特征建模、焊接参数规划技术进行了研究。研究了综合特征识别、特征定义与特征设计的焊接工件特征建模技术,并在Solid Works之上开发了焊接工件特征建模器。采用基于事例推理和人工神经网络等人工智能技术,开发了用于机器人弧焊的焊接参数过程规划器。
从为实现离线编程系统中计算机自动编程目标出发,对焊接工件特征建模、焊接参数规划技术进行了研究。研究了综合特征识别、特征定义与特征设计的焊接工件特征建模技术,并在Solid Works之上开发了焊接工件特征建模器。采用基于事例推理和人工神经网络等人工智能技术,开发了用于机器人弧焊的焊接参数过程规划器。
2006, (5): 85-88.
摘要:
电真空应用中,要求高纯氧化铝与金属钛的连接接头不仅要有较好的强度,还要有高的气密性。用Ag-Cu-Ti钎料钎焊高纯氧化铝陶瓷与金属钛,钎焊温度为825~875℃,保温时间为15~20 min,陶瓷表面为烧结自然表面时,钎焊接头抗剪强度可达到100 MPa以上,连接温度过低或过高,保温时间过短或过长均对接头强度不利。陶瓷表面研磨后,接头强度降低。钎料厚度在60μm或105μm对接头强度的影响不大。接头由Al2O3/反应层(Cu,Al,Ti,O)/Ag+Cu-Ti化合物/α-Ti(Cu)/Ti构成。反应层主要以Cu3Ti3O和Cu4Ti为主。
电真空应用中,要求高纯氧化铝与金属钛的连接接头不仅要有较好的强度,还要有高的气密性。用Ag-Cu-Ti钎料钎焊高纯氧化铝陶瓷与金属钛,钎焊温度为825~875℃,保温时间为15~20 min,陶瓷表面为烧结自然表面时,钎焊接头抗剪强度可达到100 MPa以上,连接温度过低或过高,保温时间过短或过长均对接头强度不利。陶瓷表面研磨后,接头强度降低。钎料厚度在60μm或105μm对接头强度的影响不大。接头由Al2O3/反应层(Cu,Al,Ti,O)/Ag+Cu-Ti化合物/α-Ti(Cu)/Ti构成。反应层主要以Cu3Ti3O和Cu4Ti为主。
2006, (5): 89-92.
摘要:
利用纳米力学探针对Be/Al焊接截面的组织与性能做了分析。结果表明,焊缝的熔合区为细小的Be晶粒镶嵌在铝基体中的复合物,熔合区的复合物凝固点与Be之间存在着较大的差值,使焊缝的凝固温度区间加大,这极易产生热应力,导致熔合区与Be的交界处的力学性能下降。焊接接头区域显微硬度和弹性模量在界面处都存在着一定的梯度,但在焊件的热影响区的显微硬度与弹性模量相当不稳定,焊接裂纹易产生于焊接接头的Be侧区域。
利用纳米力学探针对Be/Al焊接截面的组织与性能做了分析。结果表明,焊缝的熔合区为细小的Be晶粒镶嵌在铝基体中的复合物,熔合区的复合物凝固点与Be之间存在着较大的差值,使焊缝的凝固温度区间加大,这极易产生热应力,导致熔合区与Be的交界处的力学性能下降。焊接接头区域显微硬度和弹性模量在界面处都存在着一定的梯度,但在焊件的热影响区的显微硬度与弹性模量相当不稳定,焊接裂纹易产生于焊接接头的Be侧区域。
2006, (5): 93-96.
摘要:
根据电弧气刨的特点,用有限元的方法成功地模拟了10Ni5CrMoV钢电弧气刨温度场,分析了电弧气刨温度场的特点及其对于坡口处微观组织的影响。研究发现,电弧气刨过程温度场变化十分剧烈,其降温速率远远超过焊接过程,从而导致热影响区域很窄,故坡口处组织变化区域很小;对于所研究的钢种,坡口组织为细小的马氏体组织。
根据电弧气刨的特点,用有限元的方法成功地模拟了10Ni5CrMoV钢电弧气刨温度场,分析了电弧气刨温度场的特点及其对于坡口处微观组织的影响。研究发现,电弧气刨过程温度场变化十分剧烈,其降温速率远远超过焊接过程,从而导致热影响区域很窄,故坡口处组织变化区域很小;对于所研究的钢种,坡口组织为细小的马氏体组织。
2006, (5): 97-100.
摘要:
采用振动焊接及气冷的方式与常规焊接对比,研究了埋弧自动焊厚板角接多道焊的温度、变形及残余应力。结果表明,和常规焊接相比,振动焊接不仅可以使焊接残余应力下降,而且也可以减小焊接横向收缩变形;气冷的方法,可以使试样散热更快,达到控制温度的目的,同时也可以减小焊接残余应力和焊接横向收缩变形。焊接中测量的焊接变形,为焊接结构的加工提供了参考数据。
采用振动焊接及气冷的方式与常规焊接对比,研究了埋弧自动焊厚板角接多道焊的温度、变形及残余应力。结果表明,和常规焊接相比,振动焊接不仅可以使焊接残余应力下降,而且也可以减小焊接横向收缩变形;气冷的方法,可以使试样散热更快,达到控制温度的目的,同时也可以减小焊接残余应力和焊接横向收缩变形。焊接中测量的焊接变形,为焊接结构的加工提供了参考数据。
2006, (5): 101-104,112.
摘要:
数字式焊接电源系统应用日益复杂,传统的前/后台软件系统已经不能满足需求。采用uC/OS-ii实时内核开发焊接电源多任务系统,利用实时内核为多任务应用程序提供基本服务,应用于数字电源系统中。介绍uC/OS-ii实时内核和多任务的结构,并提出进行系统开发时,根据电源软件系统功能合理创建任务的方法,并进一步提出了焊接电源应用程序系统框架。以串行通讯接收发送数据包试验,简单说明uC/OS-ii系统的应用程序运行过程。最后用电流阶跃试验表明,基于uC/OS-ii数字焊接电源实时控制系统工作稳定,在焊接系统的可靠性、动态响应特性方面有显著提高。
数字式焊接电源系统应用日益复杂,传统的前/后台软件系统已经不能满足需求。采用uC/OS-ii实时内核开发焊接电源多任务系统,利用实时内核为多任务应用程序提供基本服务,应用于数字电源系统中。介绍uC/OS-ii实时内核和多任务的结构,并提出进行系统开发时,根据电源软件系统功能合理创建任务的方法,并进一步提出了焊接电源应用程序系统框架。以串行通讯接收发送数据包试验,简单说明uC/OS-ii系统的应用程序运行过程。最后用电流阶跃试验表明,基于uC/OS-ii数字焊接电源实时控制系统工作稳定,在焊接系统的可靠性、动态响应特性方面有显著提高。
2006, (5): 105-108.
摘要:
在介绍新型LCL(混合谐振结构)谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理的基础上,对这种弧焊电源进行了设计,并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括并联电感Lp及变压器初级电容Cp的计算、变压器变比及其最大占空比的确定。根据设计的电源参数,对研制的焊接电源进行试验。试验表明,该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。
在介绍新型LCL(混合谐振结构)谐振软开关弧焊逆变电源主电路原理的基础上,对这种弧焊电源进行了设计,并对电路中主要参数予以了确定。其内容包括并联电感Lp及变压器初级电容Cp的计算、变压器变比及其最大占空比的确定。根据设计的电源参数,对研制的焊接电源进行试验。试验表明,该电源能够较好地实现软开关。从而证明该设计是合理的、有效的。
2006, (5): 109-112.
摘要:
振动埋弧焊工艺是一种在焊接过程中通过给焊件施加振动来改善焊接性能的新工艺。介绍了在西气东输阀门焊接中运用振动埋弧焊进行厚板焊接的试验,就残余应力、焊接变形、金相三个方面对常规埋弧焊和振动埋弧焊工艺进行比较,对振动埋弧焊工艺进行初步探讨。试验结果表明,振动埋弧焊工艺能有效地降低焊接残余应力和变形,并细化晶粒。
振动埋弧焊工艺是一种在焊接过程中通过给焊件施加振动来改善焊接性能的新工艺。介绍了在西气东输阀门焊接中运用振动埋弧焊进行厚板焊接的试验,就残余应力、焊接变形、金相三个方面对常规埋弧焊和振动埋弧焊工艺进行比较,对振动埋弧焊工艺进行初步探讨。试验结果表明,振动埋弧焊工艺能有效地降低焊接残余应力和变形,并细化晶粒。
