2003年 第2期
摘要：
从实用的角度分析了焊接工件的定位问题,提出了在机器人焊接条件下,基于模拟退火算法的工件位置标定算法。标定时,不需要增加其它的辅助设备,利用机器人示教功能获得少数参考点(大于或等于3点)的坐标,然后用模拟退火算法求出从工件模型到实际工件的位置变换矩阵。算法是通用的且具有较高的精度,标定算法的计算误差小于0.02mm。示教误差对工件位置标定有一定的影响,但是,示教误差会在一定程度上互相抵消,使得工件位置标定误差较小,通常小于0.5mm,极端情况下,标定误差小于0.9mm,可以满足焊接工艺的要求。如果焊接工件的位置标定是在路径规划之前进行的,规划时用到的位姿数据是对应真实世界中的数据,则路径规划的结果可以直接用于下载到机器人控制柜运行。
从实用的角度分析了焊接工件的定位问题,提出了在机器人焊接条件下,基于模拟退火算法的工件位置标定算法。标定时,不需要增加其它的辅助设备,利用机器人示教功能获得少数参考点(大于或等于3点)的坐标,然后用模拟退火算法求出从工件模型到实际工件的位置变换矩阵。算法是通用的且具有较高的精度,标定算法的计算误差小于0.02mm。示教误差对工件位置标定有一定的影响,但是,示教误差会在一定程度上互相抵消,使得工件位置标定误差较小,通常小于0.5mm,极端情况下,标定误差小于0.9mm,可以满足焊接工艺的要求。如果焊接工件的位置标定是在路径规划之前进行的,规划时用到的位姿数据是对应真实世界中的数据,则路径规划的结果可以直接用于下载到机器人控制柜运行。
摘要：
对TiB2金属陶瓷与TiAl金属间化合物进行了扩散连接试验,研究了直接扩散连接和采用Ni为中间层进行扩散连接的接头界面结构及工艺参数对界面结构和连接性能的影响。直接扩散连接时,连接界面处生成了Ti(Cu,Al)2金属间化合物,采用Ni为中间层进行扩散连接时,界面处生成了单层TiAlNi2金属间化合物层和两层Ti,Al,Ni扩散层共三层结构。直接扩散连接时,连接温度T=1223K,时间t=1.8ks,压力p=80MPa时接头强度为103MPa;采用Ni为中间层时,连接温度T=1273K,时间t=1.8ks,压力p=80MPa时接头强度为110MPa。
对TiB2金属陶瓷与TiAl金属间化合物进行了扩散连接试验,研究了直接扩散连接和采用Ni为中间层进行扩散连接的接头界面结构及工艺参数对界面结构和连接性能的影响。直接扩散连接时,连接界面处生成了Ti(Cu,Al)2金属间化合物,采用Ni为中间层进行扩散连接时,界面处生成了单层TiAlNi2金属间化合物层和两层Ti,Al,Ni扩散层共三层结构。直接扩散连接时,连接温度T=1223K,时间t=1.8ks,压力p=80MPa时接头强度为103MPa;采用Ni为中间层时,连接温度T=1273K,时间t=1.8ks,压力p=80MPa时接头强度为110MPa。
摘要：
为了提高镀锌钢板点焊电极寿命,作者提出了镀锌钢板点焊电极的深冷处理方法。采用不同深冷处理工艺参数处理了点焊镀锌钢板的Cr-Zr-Cu合金电极,用这些电极进行了镀锌钢板点焊电极寿命试验并与未深冷处理的电极寿命进行了比较。用扫描电子显微镜对深冷处理电极进行了背散射及面扫描分析,用X射线衍射法观测了深冷处理前后的电极晶粒度,测试了电极在深冷处理前后的电阻率。通过对深冷电极微观结构的观测及电极性能的测试,探讨了深冷处理提高镀锌钢板点焊电极寿命的机理。研究结果表明,深冷处理提高了镀锌钢板点焊电极基体的致密性,改变了合金元素的分布,细化了电极材料的晶粒,提高了镀锌钢板点焊电极的导电、导热能力及电极抗压溃变形的能力,从而提高了镀锌钢板点焊电极的寿命。
为了提高镀锌钢板点焊电极寿命,作者提出了镀锌钢板点焊电极的深冷处理方法。采用不同深冷处理工艺参数处理了点焊镀锌钢板的Cr-Zr-Cu合金电极,用这些电极进行了镀锌钢板点焊电极寿命试验并与未深冷处理的电极寿命进行了比较。用扫描电子显微镜对深冷处理电极进行了背散射及面扫描分析,用X射线衍射法观测了深冷处理前后的电极晶粒度,测试了电极在深冷处理前后的电阻率。通过对深冷电极微观结构的观测及电极性能的测试,探讨了深冷处理提高镀锌钢板点焊电极寿命的机理。研究结果表明,深冷处理提高了镀锌钢板点焊电极基体的致密性,改变了合金元素的分布,细化了电极材料的晶粒,提高了镀锌钢板点焊电极的导电、导热能力及电极抗压溃变形的能力,从而提高了镀锌钢板点焊电极的寿命。
摘要：
用光谱窗口替代光谱仪是实现熔滴过渡电弧光谱信息在线控制的基础。有两种不同的熔滴过渡光谱窗口选择方法:选取以焊丝金属谱线为主的窗口或选取以保护气体元素光谱为主的窗口,不同的光谱窗口所反映的信息不同。通过实际选取这两个窗口,获得了相应的电弧光谱信息,并对这些信息特征进行了分析。结果表明,以焊丝金属谱线为主的光谱窗口光谱信息能很好地反映熔滴过渡过程是因为焊丝金属元素在电弧中的浓度分布直接反映着熔滴过渡,以保护气体元素光谱为主的窗口对电弧中的熔滴过渡反应程度较差是因为保护气体元素粒子浓度只能间接地反映熔滴过渡。要检测电弧熔滴过渡应选择焊丝金属元素谱线密集的光谱波段。
用光谱窗口替代光谱仪是实现熔滴过渡电弧光谱信息在线控制的基础。有两种不同的熔滴过渡光谱窗口选择方法:选取以焊丝金属谱线为主的窗口或选取以保护气体元素光谱为主的窗口,不同的光谱窗口所反映的信息不同。通过实际选取这两个窗口,获得了相应的电弧光谱信息,并对这些信息特征进行了分析。结果表明,以焊丝金属谱线为主的光谱窗口光谱信息能很好地反映熔滴过渡过程是因为焊丝金属元素在电弧中的浓度分布直接反映着熔滴过渡,以保护气体元素光谱为主的窗口对电弧中的熔滴过渡反应程度较差是因为保护气体元素粒子浓度只能间接地反映熔滴过渡。要检测电弧熔滴过渡应选择焊丝金属元素谱线密集的光谱波段。
摘要：
研究了表面活性剂对低碳钢TIG焊的影响。在分析各单一活性剂对焊缝熔深、表面成形影响规律的基础上,确定了活性剂的基本组成体系。利用正交试验法对多组元配方进行了研究,得出了各组元百分含量变化对焊缝熔深的影响规律,SiO2含量为40%时对焊缝熔深的影响最为显著,TiO2和Cr2O3在含量小于30%时对焊缝熔深的增加作用明显,卤化物含量较小时对焊缝熔深的增加作用明显。考虑焊缝的表面成形,得到由CaF2、SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的低碳钢A-TIG焊活性剂,可使焊缝熔深增加3倍,在正常焊接规范条件下,不开坡口可将12mm厚低碳钢钢板对接一次焊透,表面成形良好。
研究了表面活性剂对低碳钢TIG焊的影响。在分析各单一活性剂对焊缝熔深、表面成形影响规律的基础上,确定了活性剂的基本组成体系。利用正交试验法对多组元配方进行了研究,得出了各组元百分含量变化对焊缝熔深的影响规律,SiO2含量为40%时对焊缝熔深的影响最为显著,TiO2和Cr2O3在含量小于30%时对焊缝熔深的增加作用明显,卤化物含量较小时对焊缝熔深的增加作用明显。考虑焊缝的表面成形,得到由CaF2、SiO2、TiO2、Cr2O3等组成的低碳钢A-TIG焊活性剂,可使焊缝熔深增加3倍,在正常焊接规范条件下,不开坡口可将12mm厚低碳钢钢板对接一次焊透,表面成形良好。
摘要：
应用天体物理等离子鞘层理论的知识,分析金属板测量尾焰时产生电压和探针测量等离子云时产生电压的原因。当把探针放置在等离子云中,由于等离子体的特殊性,将在探针上产生了负电位,与工件电位差就是鞘层电压,并给出鞘层电压的计算公式,通过分析发现,鞘层电压大小仅仅与检测处等离子体温度和成分有关。提出了一种用无电源探针检测等离子云的新方法,通过检测等离子云中探针上产生的鞘层电压是否为零来判断小孔是否形成。试验验证了鞘层理论在等离子弧焊接中应用的正确性,同时给出了探针放置的最佳位置。
应用天体物理等离子鞘层理论的知识,分析金属板测量尾焰时产生电压和探针测量等离子云时产生电压的原因。当把探针放置在等离子云中,由于等离子体的特殊性,将在探针上产生了负电位,与工件电位差就是鞘层电压,并给出鞘层电压的计算公式,通过分析发现,鞘层电压大小仅仅与检测处等离子体温度和成分有关。提出了一种用无电源探针检测等离子云的新方法,通过检测等离子云中探针上产生的鞘层电压是否为零来判断小孔是否形成。试验验证了鞘层理论在等离子弧焊接中应用的正确性,同时给出了探针放置的最佳位置。
摘要：
介绍了一种CO2焊接非接触超声传感焊缝跟踪系统。该系统采用了Fuzzy-P控制理论。由于控制系统的控制规则、控制参数与控制系统性能密切相关,因此,要提高系统的控制性能,必须对系统的控制规则、控制参数进行优化处理。文中首先介绍了Fuzzy-P控制理论和参数自调整模糊控制规则;然后通过计算机仿真研究,确定了参数自调整模糊控制的比例因子α1和α2、系统输出比例因子K等控制参数,确定了Fuzzy-P控制的阈值ev。试验结果表明,采用计算机仿真研究确定的Fuzzy-P控制规则和控制参数是正确的,能够满足实际CO2焊接超声传感焊缝跟踪系统的控制要求。
介绍了一种CO2焊接非接触超声传感焊缝跟踪系统。该系统采用了Fuzzy-P控制理论。由于控制系统的控制规则、控制参数与控制系统性能密切相关,因此,要提高系统的控制性能,必须对系统的控制规则、控制参数进行优化处理。文中首先介绍了Fuzzy-P控制理论和参数自调整模糊控制规则;然后通过计算机仿真研究,确定了参数自调整模糊控制的比例因子α1和α2、系统输出比例因子K等控制参数,确定了Fuzzy-P控制的阈值ev。试验结果表明,采用计算机仿真研究确定的Fuzzy-P控制规则和控制参数是正确的,能够满足实际CO2焊接超声传感焊缝跟踪系统的控制要求。
摘要：
采用云纹分析的试验力学方法,研究了不同情况下LY12CZ高强铝合金焊接接头应变场的分布特点。研究结果表明,断裂前夕,常规焊接头的云纹条纹稀疏且不均匀,拉伸过程中应力集中在薄弱环节焊趾部位,焊接接头的力学性能指标较差;采用随焊锤击工艺,由于在焊接过程中同步锤击强化了焊趾部位,断裂前夕焊接接头的云纹条纹分布比较密集均匀,断裂部位由焊趾转移到焊缝,焊接接头的力学性能指标较常规焊有了较大提高,这充分说明随焊锤击技术对于实现高强铝合金焊接接头的强化是行之有效的。
采用云纹分析的试验力学方法,研究了不同情况下LY12CZ高强铝合金焊接接头应变场的分布特点。研究结果表明,断裂前夕,常规焊接头的云纹条纹稀疏且不均匀,拉伸过程中应力集中在薄弱环节焊趾部位,焊接接头的力学性能指标较差;采用随焊锤击工艺,由于在焊接过程中同步锤击强化了焊趾部位,断裂前夕焊接接头的云纹条纹分布比较密集均匀,断裂部位由焊趾转移到焊缝,焊接接头的力学性能指标较常规焊有了较大提高,这充分说明随焊锤击技术对于实现高强铝合金焊接接头的强化是行之有效的。
摘要：
CO2短路过渡焊在制造业上的应用非常广泛,对系统动特性有较高要求。该文结合电路理论和焊接短路过程的特点对过程动特性及其与外特性进行了细致的分析,突破了以往在外特性控制和动特性控制之间的关系上互不清楚、互不相关、相互分离的传统观念,认识到在CO2焊短路过渡过程中,动特性和外特性密切相关,既不能用外特性来解释动态过程,也不能认为动特性与外特性无关,动特性会受到外特性的制约,它们之间的关系可以用明确的数学语言进行分析,提出了动特性的最大响应能力及可控性的思想,分析结果有很大的理论意义。
CO2短路过渡焊在制造业上的应用非常广泛,对系统动特性有较高要求。该文结合电路理论和焊接短路过程的特点对过程动特性及其与外特性进行了细致的分析,突破了以往在外特性控制和动特性控制之间的关系上互不清楚、互不相关、相互分离的传统观念,认识到在CO2焊短路过渡过程中,动特性和外特性密切相关,既不能用外特性来解释动态过程,也不能认为动特性与外特性无关,动特性会受到外特性的制约,它们之间的关系可以用明确的数学语言进行分析,提出了动特性的最大响应能力及可控性的思想,分析结果有很大的理论意义。
摘要：
在铝合金的电阻点焊过程中,由于接触电阻具有随机性和分布不连续的特征,而且铝合金材料本身具有优良的导电、导热能力,这使得其点焊的形核过程具有独特的特点。文中采用数值模拟与试验研究相结合的方法对铝合金点焊形核过程进行了分析研究。研究结果表明,铝合金点焊的形核过程与低碳钢等材料的形核过程显著不同,它可以分为以下三个阶段:随机形核阶段、扩展融合阶段和熔核增厚阶段。文中详细介绍了每个阶段的特点和规律。特别是在工频交流焊接的情况下,前两个阶段一般在第一个半波内就已经完成,因此第一个半波对铝合金点焊的焊接质量起着决定性作用。结合这些特点和规律对铝合金点焊的控制提出了一些有价值的建议。
在铝合金的电阻点焊过程中,由于接触电阻具有随机性和分布不连续的特征,而且铝合金材料本身具有优良的导电、导热能力,这使得其点焊的形核过程具有独特的特点。文中采用数值模拟与试验研究相结合的方法对铝合金点焊形核过程进行了分析研究。研究结果表明,铝合金点焊的形核过程与低碳钢等材料的形核过程显著不同,它可以分为以下三个阶段:随机形核阶段、扩展融合阶段和熔核增厚阶段。文中详细介绍了每个阶段的特点和规律。特别是在工频交流焊接的情况下,前两个阶段一般在第一个半波内就已经完成,因此第一个半波对铝合金点焊的焊接质量起着决定性作用。结合这些特点和规律对铝合金点焊的控制提出了一些有价值的建议。
摘要：
采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等,对钨极氩弧焊(TIGW)打底+手工电弧焊(SMAW)盖面焊接工艺条件下规格为φ234mm×26mm的P91耐热钢焊接区的显微组织结构进行了研究。试验结果表明,TIG焊线能量为8.5~11.7kJ/cm、SMAW线能量为13.3~21.0kJ/cm时,焊缝金属的显微组织由奥氏体+少量铁素体组成,奥氏体中的亚结构为成一定夹角的隐晶板条马氏体,在马氏体基体上存在有弥散分布的点状析出物,并经透射电镜分析的结果所证实。在板条马氏体的晶界和晶内有弥散分布的M23C6碳化物(晶格常数1.064nm),这些碳化物大多为Cr23C6。
采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)等,对钨极氩弧焊(TIGW)打底+手工电弧焊(SMAW)盖面焊接工艺条件下规格为φ234mm×26mm的P91耐热钢焊接区的显微组织结构进行了研究。试验结果表明,TIG焊线能量为8.5~11.7kJ/cm、SMAW线能量为13.3~21.0kJ/cm时,焊缝金属的显微组织由奥氏体+少量铁素体组成,奥氏体中的亚结构为成一定夹角的隐晶板条马氏体,在马氏体基体上存在有弥散分布的点状析出物,并经透射电镜分析的结果所证实。在板条马氏体的晶界和晶内有弥散分布的M23C6碳化物(晶格常数1.064nm),这些碳化物大多为Cr23C6。
摘要：
采用热喷涂预置和激光熔覆方法在Q235钢基体上熔覆Ni基合金涂层和Ni/WC复合涂层,研究激光功率对涂层微观结构的影响。结果表明,选择合适的激光输出功率,可获得组织分布均匀、低稀释率、与基体结合良好的合金涂层;在Ni/WC复合涂层中,合理的激光功率使WC颗粒部分熔化,并在颗粒周围重新凝固并析出针状碳化物,这既有利于提高涂层的硬度又能使未熔化的WC颗粒与涂层内合金溶剂牢固结合。激光功率较大时涂层内WC颗粒烧损并沉底,沉积在涂层底部的WC颗粒,使基体到涂层的性能发生突变,这样既容易引发裂纹及疲劳破坏,又不利于涂层表面的耐磨。
采用热喷涂预置和激光熔覆方法在Q235钢基体上熔覆Ni基合金涂层和Ni/WC复合涂层,研究激光功率对涂层微观结构的影响。结果表明,选择合适的激光输出功率,可获得组织分布均匀、低稀释率、与基体结合良好的合金涂层;在Ni/WC复合涂层中,合理的激光功率使WC颗粒部分熔化,并在颗粒周围重新凝固并析出针状碳化物,这既有利于提高涂层的硬度又能使未熔化的WC颗粒与涂层内合金溶剂牢固结合。激光功率较大时涂层内WC颗粒烧损并沉底,沉积在涂层底部的WC颗粒,使基体到涂层的性能发生突变,这样既容易引发裂纹及疲劳破坏,又不利于涂层表面的耐磨。
摘要：
采用ANSYS有限元数值模拟软件,运用瞬态非线性分析的方法,模拟出以Ag-Cu-Ti为钎料的金刚石与硬质合金钎焊接头的焊后应力场,并预报出钎缝厚度对钎焊接头应力大小和分布的影响,从而分别得出焊后金刚石层、钎料层与硬质合金区域的应力场分布,通过对应力场彩云图以及数据组的综合分析,找到焊后应力集中的危险区域;在数控真空钎焊炉中进行钎焊试验,由于施加压力的不同,得出钎缝厚度不同的焊接试件。而后进行抗剪强度试验,得出了钎料层厚度并不是越厚越好,而是存在一个最佳值的规律,计算所得规律与试验结果基本吻合。
采用ANSYS有限元数值模拟软件,运用瞬态非线性分析的方法,模拟出以Ag-Cu-Ti为钎料的金刚石与硬质合金钎焊接头的焊后应力场,并预报出钎缝厚度对钎焊接头应力大小和分布的影响,从而分别得出焊后金刚石层、钎料层与硬质合金区域的应力场分布,通过对应力场彩云图以及数据组的综合分析,找到焊后应力集中的危险区域;在数控真空钎焊炉中进行钎焊试验,由于施加压力的不同,得出钎缝厚度不同的焊接试件。而后进行抗剪强度试验,得出了钎料层厚度并不是越厚越好,而是存在一个最佳值的规律,计算所得规律与试验结果基本吻合。
摘要：
分析了关于焊接残余应力形成过程描述的传统观点的局限性和不足,指出材料力学的"截面法"不能用于分析横向残余应力分量。认为在不考虑材料相变的前提下,焊缝金属冷却时收缩受制也是导致焊接残余应力产生的重要原因。虽然残余压缩应变和残余收缩应变在导致焊接残余应力产生的作用方面是等价的,但其机理却有本质的不同,区别二者有利于研究和开发新的焊接残余应力调控技术。对固有应变理论进行了分析和补充,认为应统一到拉伸塑性应变上。用钢板上堆敷锡钎焊焊道的方法,在母材温升值低于塑性应变所需温差的条件下,由盲孔法测得了板上大范围分布的高值残余应力,且因焊道和母材的线膨胀系数差异较大,其应变测试值与环境温度有关。
分析了关于焊接残余应力形成过程描述的传统观点的局限性和不足,指出材料力学的"截面法"不能用于分析横向残余应力分量。认为在不考虑材料相变的前提下,焊缝金属冷却时收缩受制也是导致焊接残余应力产生的重要原因。虽然残余压缩应变和残余收缩应变在导致焊接残余应力产生的作用方面是等价的,但其机理却有本质的不同,区别二者有利于研究和开发新的焊接残余应力调控技术。对固有应变理论进行了分析和补充,认为应统一到拉伸塑性应变上。用钢板上堆敷锡钎焊焊道的方法,在母材温升值低于塑性应变所需温差的条件下,由盲孔法测得了板上大范围分布的高值残余应力,且因焊道和母材的线膨胀系数差异较大,其应变测试值与环境温度有关。
摘要：
研究焊接热模拟工艺参数(峰值温度Tmax和焊后冷却时间t8/5)对低碳微合金Ti-Nb钢(STE355钢)热影响区(HAZ)显微组织及冲击韧度的影响。选用干涉层腐蚀法,在光学金相显微镜下清晰显示出了显微组织中的粒贝及M-A组元。观察了Tmax和t8/5不同的热模拟试样中粒贝及M-A组元的形态及分布特征,研究了不同Tmax及t8/5参数对显微组织及冲击韧度的影响,并用电子显微镜进行了观察和验证。结果表明,热模拟峰值温度的升高,或冷却趋缓,都使显微组织变粗、韧性降低。沿晶铁素体和晶内铁素体片的长大、增厚,粒贝中块状M-A岛的长大,都对韧性的改善不利。
研究焊接热模拟工艺参数(峰值温度Tmax和焊后冷却时间t8/5)对低碳微合金Ti-Nb钢(STE355钢)热影响区(HAZ)显微组织及冲击韧度的影响。选用干涉层腐蚀法,在光学金相显微镜下清晰显示出了显微组织中的粒贝及M-A组元。观察了Tmax和t8/5不同的热模拟试样中粒贝及M-A组元的形态及分布特征,研究了不同Tmax及t8/5参数对显微组织及冲击韧度的影响,并用电子显微镜进行了观察和验证。结果表明,热模拟峰值温度的升高,或冷却趋缓,都使显微组织变粗、韧性降低。沿晶铁素体和晶内铁素体片的长大、增厚,粒贝中块状M-A岛的长大,都对韧性的改善不利。
摘要：
探讨了结构钢40Cr与工具钢T10A待焊接表面激光淬火处理后进行固相焊接的可行性及影响因素。试验表明,钢的待连接面经激光淬火处理后,表层组织显著细化,然后在37~56.6MPa的预压应力、750~780℃的压接温度下,经5~7.5min短时保温即可实现接头抗拉强度达到母材强度的40Cr/T10A钢的固相焊接。
探讨了结构钢40Cr与工具钢T10A待焊接表面激光淬火处理后进行固相焊接的可行性及影响因素。试验表明,钢的待连接面经激光淬火处理后,表层组织显著细化,然后在37~56.6MPa的预压应力、750~780℃的压接温度下,经5~7.5min短时保温即可实现接头抗拉强度达到母材强度的40Cr/T10A钢的固相焊接。
摘要：
采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)和电子探针(EPMA)等分析测试手段,对变形镁合金AZ31B的TIG焊接头进行了微观组织观察、相组成和微区成分分析试验。结果发现在熔焊条件下AZ31B镁合金焊缝附近的纤维组织消失,在焊缝区出现了细晶粒,而热影响区(HAZ)的晶粒明显粗大。进一步研究发现焊缝区的晶粒主要呈细小的等轴晶,室温组织是由δ-Mg相和γ-Mg17Al12化合物两相组成。分析还发现焊缝区的Mg含量低于母材,而Al的含量则高于母材;电子探针分析发现Mg、Al、Zn元素存在成分偏析现象。
采用光学显微镜、X射线衍射仪(XRD)和电子探针(EPMA)等分析测试手段,对变形镁合金AZ31B的TIG焊接头进行了微观组织观察、相组成和微区成分分析试验。结果发现在熔焊条件下AZ31B镁合金焊缝附近的纤维组织消失,在焊缝区出现了细晶粒,而热影响区(HAZ)的晶粒明显粗大。进一步研究发现焊缝区的晶粒主要呈细小的等轴晶,室温组织是由δ-Mg相和γ-Mg17Al12化合物两相组成。分析还发现焊缝区的Mg含量低于母材,而Al的含量则高于母材;电子探针分析发现Mg、Al、Zn元素存在成分偏析现象。
摘要：
双椭球热源模型常用于高能束焊接过程数值模拟,模型中形状参数选择的合理与否对于计算精度和效率有很大影响。由于缺乏定量化描述,进行数值模拟时,只能依靠经验通过反复试算确定模型参数,选择的随机性很大。为此该文提出了一种用解析法计算高能束焊接双椭球热源模型参数的方法,通过实例计算和有限元模拟对该方法进行了验证,并建立了确定模型形状参数的经验公式。研究结果表明,使用该方法只需进行简单的解析计算便可直接求得数值模拟所需的热源参数,简化了试算过程,提高了数值模拟的效率和精度。
双椭球热源模型常用于高能束焊接过程数值模拟,模型中形状参数选择的合理与否对于计算精度和效率有很大影响。由于缺乏定量化描述,进行数值模拟时,只能依靠经验通过反复试算确定模型参数,选择的随机性很大。为此该文提出了一种用解析法计算高能束焊接双椭球热源模型参数的方法,通过实例计算和有限元模拟对该方法进行了验证,并建立了确定模型形状参数的经验公式。研究结果表明,使用该方法只需进行简单的解析计算便可直接求得数值模拟所需的热源参数,简化了试算过程,提高了数值模拟的效率和精度。
摘要：
利用碳极氩气拘束电弧进行了粉末堆焊试验,发现其母材稀释率远比其它电弧堆焊方法低得多,而且合金元素过渡系数高。作者认为其稀释率低与电弧温度分布及压力分布均匀、温度适中、电弧气氛具有一定还原性的特点有关。电弧径向温度分布及压力分布均匀可使熔池的熔深均匀,不易形成锅底形熔池,故稀释率低;温度适中既提高了熔敷效率又有利于降低合金烧损;还原性的电弧气氛及氩气的保护作用有利于降低合金元素烧损,从而提高合金元素的过渡系数,并且提高熔敷层对母材的润湿性。其综合作用使碳极氩气拘束电弧堆焊稀释率低,合金元素过渡系数高。
利用碳极氩气拘束电弧进行了粉末堆焊试验,发现其母材稀释率远比其它电弧堆焊方法低得多,而且合金元素过渡系数高。作者认为其稀释率低与电弧温度分布及压力分布均匀、温度适中、电弧气氛具有一定还原性的特点有关。电弧径向温度分布及压力分布均匀可使熔池的熔深均匀,不易形成锅底形熔池,故稀释率低;温度适中既提高了熔敷效率又有利于降低合金烧损;还原性的电弧气氛及氩气的保护作用有利于降低合金元素烧损,从而提高合金元素的过渡系数,并且提高熔敷层对母材的润湿性。其综合作用使碳极氩气拘束电弧堆焊稀释率低,合金元素过渡系数高。
摘要：
采用自蔓延高温合成技术(SHS法)与离心技术相结合,在普通碳素钢管的内壁复合上一层均匀的陶瓷层,制成金属-陶瓷复合管。利用X射线衍射和扫描电镜进行陶瓷层的组织结构、相组成和成分分析,并测定了陶瓷层的密度、硬度和耐磨性能。结果表明,适量添加SiO2,在陶瓷的凝固和致密化过程中,降低了反应凝固终了温度,延长了陶瓷的熔融时间,提高了陶瓷层液相的流动性,加速了气体排除,陶瓷层的致密性得到提高。
采用自蔓延高温合成技术(SHS法)与离心技术相结合,在普通碳素钢管的内壁复合上一层均匀的陶瓷层,制成金属-陶瓷复合管。利用X射线衍射和扫描电镜进行陶瓷层的组织结构、相组成和成分分析,并测定了陶瓷层的密度、硬度和耐磨性能。结果表明,适量添加SiO2,在陶瓷的凝固和致密化过程中,降低了反应凝固终了温度,延长了陶瓷的熔融时间,提高了陶瓷层液相的流动性,加速了气体排除,陶瓷层的致密性得到提高。
摘要：
深入分析了激光焊接小孔传热模型的特点,在此基础上选取合适的热源形式,研究了移动线热源和高斯分布热源作用下,准稳态与瞬态激光焊接温度场。利用MATLAB软件及ANSYS有限元分析程序对激光焊接温度场分别进行了计算及模拟,并且将两种分析结果进行了比较。最后还将有限元的模拟值与实测值进行了对比分析,进一步验证了小孔模型与高斯热源在激光焊接温度场模拟中的适用性。
深入分析了激光焊接小孔传热模型的特点,在此基础上选取合适的热源形式,研究了移动线热源和高斯分布热源作用下,准稳态与瞬态激光焊接温度场。利用MATLAB软件及ANSYS有限元分析程序对激光焊接温度场分别进行了计算及模拟,并且将两种分析结果进行了比较。最后还将有限元的模拟值与实测值进行了对比分析,进一步验证了小孔模型与高斯热源在激光焊接温度场模拟中的适用性。
摘要：
ACPMIG的控制模式是一周一脉一滴,脉冲电流设计在电弧EP极性时间里,其余时间均为基值电流。弧焊电源一次逆变控制电流快速动态过程,二次逆变控制电弧极性。控制系统采用双闭环结构,内环模拟控制电弧电流,外环80C196KC单片机控制电弧电压及电弧极性。根据电弧电压偏差信号及电弧状态,设计了四个控制规则及其控制参数的计算方法。正常焊接状态时变频控制交流脉冲频率。采用这种控制方案,获得了稳定性高、熔滴过渡均匀的焊接过程。
ACPMIG的控制模式是一周一脉一滴,脉冲电流设计在电弧EP极性时间里,其余时间均为基值电流。弧焊电源一次逆变控制电流快速动态过程,二次逆变控制电弧极性。控制系统采用双闭环结构,内环模拟控制电弧电流,外环80C196KC单片机控制电弧电压及电弧极性。根据电弧电压偏差信号及电弧状态,设计了四个控制规则及其控制参数的计算方法。正常焊接状态时变频控制交流脉冲频率。采用这种控制方案,获得了稳定性高、熔滴过渡均匀的焊接过程。
摘要：
研究了Ni-Cr系高强度结构钢气保护药芯焊丝的C、Mn合金元素的过渡行为。结果表明,在纯CO2与Ar+20%CO2气保护条件下,合金元素Mn的过渡均处于损失状态,并且随着焊丝自身或保护气氧化性的增加,其损失增大。因此,若要减少Mn的损失,减少电弧气氛及焊丝本身的氧化性是比较有效的途径。而合金元素C的过渡则随着焊丝自身氧化性的增加,由增碳型过渡发展到损失型过渡。保护气氧化性的增加更容易发生增碳型过渡。所以,若要抑制增碳型过渡,减少电弧气氛氧化性和提高焊丝本身的氧化性是比较有效的途径。
研究了Ni-Cr系高强度结构钢气保护药芯焊丝的C、Mn合金元素的过渡行为。结果表明,在纯CO2与Ar+20%CO2气保护条件下,合金元素Mn的过渡均处于损失状态,并且随着焊丝自身或保护气氧化性的增加,其损失增大。因此,若要减少Mn的损失,减少电弧气氛及焊丝本身的氧化性是比较有效的途径。而合金元素C的过渡则随着焊丝自身氧化性的增加,由增碳型过渡发展到损失型过渡。保护气氧化性的增加更容易发生增碳型过渡。所以,若要抑制增碳型过渡,减少电弧气氛氧化性和提高焊丝本身的氧化性是比较有效的途径。
摘要：
采用物理模拟的方法研究了二次热循环对晶内铁素体的影响。用自动图像分析仪测量了夹杂物的大小、分布和密度,用透射电镜观察了晶内铁素体的形貌,并用能谱对诱导晶内铁素体形核的夹杂物进行了成分分析。研究结果表明,二次热循环对夹杂物的直径大小、分布和密度几乎没有影响。经过二次热循环过程后,诱导晶内铁素体形核、长大的夹杂物为MnO、TiO、SiO2、Al2O3和MnS、CuS、(Mn,Cu)S的复合物。800~500℃的时间为10s时,出现了晶内铁素体的感生形核。晶内铁素体的感生形核是由于一次晶内铁素体有较高的界面能和高密度的位错,两者共同促进晶内铁素体的感生形核。
采用物理模拟的方法研究了二次热循环对晶内铁素体的影响。用自动图像分析仪测量了夹杂物的大小、分布和密度,用透射电镜观察了晶内铁素体的形貌,并用能谱对诱导晶内铁素体形核的夹杂物进行了成分分析。研究结果表明,二次热循环对夹杂物的直径大小、分布和密度几乎没有影响。经过二次热循环过程后,诱导晶内铁素体形核、长大的夹杂物为MnO、TiO、SiO2、Al2O3和MnS、CuS、(Mn,Cu)S的复合物。800~500℃的时间为10s时,出现了晶内铁素体的感生形核。晶内铁素体的感生形核是由于一次晶内铁素体有较高的界面能和高密度的位错,两者共同促进晶内铁素体的感生形核。
摘要：
采用等离子弧喷焊技术,在Q235钢表面制成熔敷低磷锡青铜和镍基合金混合粉末的喷焊层。利用金相、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对喷焊层和结合层的组织进行研究,同时测试了喷焊层的硬度和耐磨性。结果表明,喷焊层与基体是冶金结合,结合线清晰。熔敷合金稀释率低。喷焊材料为铜基合金DGCu150时,喷焊层含有α-Cu相,δ相,ε相和Cu3P。喷焊材料为铜基合金DGCu150+适量镍基合金DGNi50A时喷焊层主要含有α-Cu相,δ相,ε相,Cu3P,γ-Ni,Ni2B,CrB,(Fe,Ni)23C6,(Cu,Ni)23C6和Fe5Si2B2。随加入铜基合金粉末中的镍基合金粉末量的增加,喷焊层与基体之间的结合层加厚,喷焊层的硬度和耐磨性显著提高。
采用等离子弧喷焊技术,在Q235钢表面制成熔敷低磷锡青铜和镍基合金混合粉末的喷焊层。利用金相、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)等方法对喷焊层和结合层的组织进行研究,同时测试了喷焊层的硬度和耐磨性。结果表明,喷焊层与基体是冶金结合,结合线清晰。熔敷合金稀释率低。喷焊材料为铜基合金DGCu150时,喷焊层含有α-Cu相,δ相,ε相和Cu3P。喷焊材料为铜基合金DGCu150+适量镍基合金DGNi50A时喷焊层主要含有α-Cu相,δ相,ε相,Cu3P,γ-Ni,Ni2B,CrB,(Fe,Ni)23C6,(Cu,Ni)23C6和Fe5Si2B2。随加入铜基合金粉末中的镍基合金粉末量的增加,喷焊层与基体之间的结合层加厚,喷焊层的硬度和耐磨性显著提高。
