基于X65钢的摩擦螺柱焊可行性焊接工艺

影响管线钢摩擦螺柱焊焊接性能的主要焊接工艺参数包括主轴转速、进给速度、焊接压力.在参考其他摩擦焊研究方法的基础上,以X65钢为对象,利用实验室现有的摩擦焊设备,进行大量不同工艺参数组合下的焊接试验.通过对焊接接头的宏观形貌、金相、力学等性能的测试分析来评定接头质量,期望得出以X65钢为代表的管线钢摩擦螺柱焊的可行性焊接工艺,为实际生产提供指导.     

搅拌摩擦焊技术应用与研究

 在搅拌摩擦焊技术发展的10余年间,从最初的铝合金焊接发展到多种金属轻合金和非金属材料的焊接,因其固相连接的技术优势得以迅速推广。文中对搅拌摩擦焊技术研究的成果与主要研究方向予以阐述,总结了焊接材料、搅拌头结构与材料、金相组织结构与力学性能、运动学和动力学模拟,以及焊接工艺与设备研究现状与应用前景。对于焊接材料研究,已经涉及具有高温流动塑性的金属和非金属材料;各类焊接材料与搅拌头结构及焊接工艺参数的工艺数值优化也在不断规范;金相组织结构与力学性能的研究则为焊接机制研究及搅拌摩擦焊的推广应用提供理论依据;运动学和动力学模拟作为焊接工艺参数优化手段得以广泛使用;搅拌摩擦焊设备的研制国内已经起步,并由单一的固定式搅拌摩擦焊机向多种类型、智能虚拟化方向发展,为搅拌摩擦焊的推广奠定基础。随着搅拌摩擦焊技术研究和应用的深入,对连接技术的发展产生巨大的冲击和推动,特别是航天航空领域的应用,必将带动搅拌摩擦焊技术在国民经济各行业装备制造过程中的迅速发展,具有非常光明的应用前景。     

水下缝合摩擦焊接试验装置的研制

为了深入研究水下及深水厚壁钢结构裂纹修复新技术——缝合摩擦焊的连接机理及特性,研制了一种可进行水下焊接的缝合摩擦焊实验装置。实验装置由机械系统、液压系统和电控系统三部分构成。机械系统包括基座、移动工作台、摩擦主轴头以及主轴头的高速旋转装置和轴向移动装置。液压系统为主轴头的高速液压马达提供动力。电控系统采用PLC为主控制器,通过控制伺服电机和液压伺服阀来分别控制主轴头的轴向进给运动和高速旋转运动,并提供操作方便的人机界面,对焊接过程和焊接参数进行实时跟踪和控制。本实验装置为缝合摩擦焊的工艺特性和连接机理研究提供了设备基础。     

700MPa级超细晶粒钢抽油杆摩擦焊性能分析

利用摩擦焊对700 MPa级超细晶粒钢抽油杆进行焊接。试验结果表明:超细晶粒钢具有良好的摩擦焊焊接性,但需要严格控制其工艺参数。选取焊接工艺参数为摩擦压力60 MPa、摩擦时间3 s、顶锻压力120 MPa、顶锻时间1 s时,可有效抑制晶粒长大。摩擦时间是影响轴向缩短量的最主要工艺参数。超细晶粒钢摩擦焊接头主要由焊缝、热力影响区和热影响区组成。热影响区出现了轻微的晶粒长大,最大晶粒直径为9~11μm;摩擦焊接头HAZ显微硬度较母材降低4.13%,拉伸强度最高可达715 MPa,断面伸长率22%,断面收缩率68%,冲击韧性可达98 J,呈典型的韧性断裂。     

导电摩擦焊过程中电流行为的研究

研究了一种新颖的焊接方法－－导电摩擦焊＾［１］，即在摩擦焊过程中向工件通入一定数值的电流，形成复合热源加热。由于电流的引入，增大了摩擦焊规范参数调节范围，对摩擦焊过程中焊接温度场起到很好的调节作用，从而可有效地减少焊接时间，降低主轴功率与扭矩峰值，减少变形量以及改善接头性能等，并对摩擦焊工艺和设备的改进将起一定的作用。     

连续驱动摩擦焊能量参数的计算机一体化实时检测技术

摩擦焊能量参数检测是摩擦焊接技术领域研究的关键问题．根据能量转换和守恒定律,通过对连续驱动摩擦焊主电机定子电流、电压信号实时的计算机检测,结合摩擦焊过程能量传输的特点,利用可靠的参数计算模型,采用独特的浮动求差法,首次实现了对连续驱动摩擦焊输出功率、摩擦加热功率以及摩擦扭矩等能量参数的计算机一体化实时检测,并对摩擦焊诸能量参数的变化规律进行了研究．     

铸钢桥壳成品轴头摩擦焊工艺研究与应用

汽车工业的飞速发展,对汽车的轻量化和高强度提出了更高要求。本文介绍的重型铸钢桥壳实现成品轴头摩擦焊焊接方法,是以高精度、低成本、轻量化、高效益为目标,根据设备条件,通过对摩擦焊焊接参数的试验、研究,及对焊接焊缝的取样设计和力学性能检测,确立了一套铸钢桥壳成品轴头摩擦焊焊接的工艺过程。该研究对铸钢桥壳轴头焊接结构设计及实际生产应用具有指导意义。     

35#钢摩擦焊多级加压对轴向缩短量及焊后组织的影响

以35#钢为焊接母材,应用连续驱动摩擦焊接方式,采用正交试验的方法并经过极差分析后,探究了中等直径焊件多级加压方式下各工艺参数对轴向缩短量的影响规律,并对焊接接头显微组织及显微硬度进行了分析.实验结果表明,对焊件轴向缩短量影响程度依次为:二级摩擦位移、二级摩擦压力、一级摩擦压力、一级摩擦位移;观察焊接接头显微组织发现焊缝处得到了细小的铁素体与珠光体相互融合的优良组织,焊缝组织达到正火态;通过对焊件焊缝及热影响区显微硬度测试后可以得出,各焊件焊缝的显微硬度值明显高于母材,不同焊接工艺参数组合方式对焊件接头晶粒存在一定影响并直接影响焊件接头硬度.     

45钢/W6Mo5Cr4V2高速钢刀具的摩擦焊接研究

对45钢/W6Mo5Cr4V2高速钢刀具的摩擦焊接工艺及焊接效果进行了试验研究,结果表明,采用优化的摩擦焊接工艺参数及合理的焊后热处理工艺可获得具有良好显微组织和力学性能的焊接接头。     

基于神经网络BP算法的7075-T651铝合金搅拌摩擦焊焊接接头疲劳寿命预测

在对航空用5 mm厚7075-T651铝合金搅拌摩擦焊焊接接头进行低周疲劳实验研究的过程中,通过实验数据的获取,建立基于人工神经网络BP算法的搅拌摩擦焊焊接接头疲劳寿命预测模型.利用该网络模型对不同工艺参数下焊接接头的疲劳寿命进行预测.预测值和实验值比较表明,预测数据与实验数据吻合良好.该模型的建立为铝合金搅拌摩擦焊焊接接头疲劳寿命研究节省了时间.     

异种材料导电摩擦焊工艺试验研究

采用导电摩擦焊工艺对小直径异种材料进行了对焊工艺试验．试验表明：由于在摩擦焊过程中引入了电流，利用电阻热来补偿小直径工件在摩擦焊时摩擦热量的不足，因此使小直径异种材料的焊接成为可能．除研究了小直径异种材料导电摩擦焊的基本规律外，还对其接头微观组织与性能的关系以及接头中脱碳层和次生摩擦面的形成与防止进行了分析．     

结构钢焊条冷焊铸铁半熔化区白口层优化试验研究

本文应用回归正交优化原理,试验研究了结构钢焊条冷焊铸铁半熔化区无白口组织时,最佳匹配的规范参数,为减少和消除白口组织探讨了新途径.     

异种钢焊接接头过渡层影响因素的研究

本文根据回归正交优化法原理,用电孤焊试验研究了异种钢焊接接头过渡层的影响因素。通过实测与计算,获得过渡层为零时,最佳匹配的焊接规范参数,为消除过渡层的有害影响探讨了新的途径。     

焊接规范参数对带极堆焊电弧发生率的影响

采用焊接电压波形分析法，对影响宽带极（７５ｍｍ）电渣堆焊和高速带极堆焊电弧发生率的因素及其变化规律进行研究，结果表明：对这两种堆焊方法，影响堆焊过程电弧发生率的因素主要是焊接电流、电压和焊接速度，带极干伸长度和磁控电流在堆焊工艺所用的范围内变化时，对电弧发生率的影响较小。带极电渣堆焊和高速带极堆焊，随着焊接电流、电压和焊接速度的增加，电弧发生率随之增大，其中以焊接电压和焊接速度的影响最为显著。高速堆焊时，当焊接电压大于２８Ｖ或焊接速度高于３０ｃｍ／ｍｉｎ时，电弧发生率较高，堆焊过程不稳定。通过多次试验研究，得到了两种堆焊新工艺的最佳规范参数。在此规范参数下焊接，可获得优质堆焊焊道。     

Multiobjective optimization of morphologies and performance of Q355C gas metal arc welding based on the NSGA-Ⅱ

This work studied the influence law of gas-metal-arc welding process parameters on the morphologies and performance to improve the morphologies and performance. The mixed orthogonal surfacing test was carried out by taking the preheating temperature, welding voltage, current, speed, and wire extension as GMAW process parameters. The aspect ratio decreased with increasing welding voltage, and it first increased and then decreased with increasing welding current. The hardness increased with increasing preheating temperature and welding speed and decreased with increasing welding voltage, current, and wire extension. Residual stress increased with the increased preheating temperature. In addition, it first decreased and then increased with increasing welding voltage and speed. Based on the regression model, the nondominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II) was used for multiobjective optimization. After that, experiments were conducted to verify the noninferior solutions among the aspect ratio, hardness, and residual stress. Errors between the predicted and experimental results by the three output indices were all less than 10%, indicating the feasibility of the optimization method. The research results provide a theoretical direction for multiobjective optimization and refined applications of arc welding.     

机器人焊接增材再制造熔覆层成形影响因素分析

针对机器人焊接增材再制造过程,以Q235B为增材再制造基体材料,以DHQ49-1(H08Mn2SiA)为熔覆材料,通过正交试验的方法研究了焊接工艺参数对再制造熔覆成形平整度的影响规律,获得了最优的焊接工艺参数。研究结果表明,焊道偏移量对表面平整度的影响最为显著。采用实验获得的最优参数焊接熔覆的高度误差小于0.3 mm,宽度误差小于0.8 mm。该研究对机器人焊接增材再制造技术的成形精度控制及工艺优化提供了数据基础,具有一定的理论价值和现实意义。     

DE-GMAW旁路电流对焊缝熔深变化的影响

对单旁路耦合电弧焊母材热输入理论分析的基础上,进行不同母材电流和旁路电流组合的单旁路耦合电弧焊堆焊实验.对所得的焊缝熔深数据进行多项式拟合和回归分析,得到旁路电流与熔深变化的数学关系.结果表明:DE-GMAW的旁路电流只在一定区间内显著影响熔深,并与熔深呈线性关系,与母材热输入理论分析吻合.     

机器人焊接增材再制造熔覆层成形影响因素分析

针对机器人焊接增材再制造过程,以Q235B为增材再制造基体材料,以DHQ49-1(H08Mn2SiA)为熔覆材料,通过正交试验的方法研究了焊接工艺参数对再制造熔覆成形平整度的影响规律,获得了最优的焊接工艺参数。研究结果表明,焊道偏移量对表面平整度的影响最为显著。采用实验获得的最优参数焊接熔覆的高度误差小于0.3 mm,宽度误差小于0.8 mm。该研究对机器人焊接增材再制造技术的成形精度控制及工艺优化提供了数据基础,具有一定的理论价值和现实意义。     

水下湿法手弧焊焊接过程稳定性的评价方法研究

为了解决水下湿法手弧焊焊接过程中电弧燃烧和熔滴过渡的稳定性容易受到干扰等问题,本文针对其焊接过程的特点,分析了影响湿法手工电弧焊焊接过程的因素,对焊接过程稳定性评价的研究现状进行了总结,并得出一种较为全面的评价焊接过程稳定性的方法,即利用统计图形的方式对焊接过程中的电参数及相关的时间参数进行统计分析,得出反映焊接过程的信息。该方法对焊接过程的描述直观、准确,对于研究新型水下湿法焊接材料,提高焊接过程稳定性和焊缝质量,以及水下湿法焊接技术的推广应用具有重要的意义。     

短路过渡弧焊过程稳定性在线评价模型设计

采用短路过渡弧焊电流、电压波形为信号源,选择单次熔滴过渡周期为基本单元,提取表征熔滴过渡状态的特征参数,以飞溅率作为稳定性的实测指标．在此基础上,分析了熔滴连续过渡的焊接过程,并采用变异系数方法表征特征参数在整个焊接过程的波动程度．采用统计分析和偏最小二乘回归方法提出了过程稳定性在线评价模型,克服了输入变量严重多重相关性的问题．实验证明,该模型的准确性满足在线评价的要求,检测结果达到预计效果．