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轨道客车铝合金厚壁构件激光-MIG复合焊接特性

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应用激光 2024年第7期44卷 77-84页

作者：方喜风韩晓辉杨志斌李帅贞李刚卿中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术工程部山东青岛266111 大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

为实现轨道客车铝合金厚壁构件高质量焊接,针对20 mm厚6005A-T6铝合金开展激光-MIG复合焊接特性研究,优化坡口尺寸,分析接头组织特征、硬度分布及拉伸性能。结果表明,U形坡口钝边高度8 mm、组对间隙2 mm时,基于优化复合焊接工艺参数采... 详细信息

为实现轨道客车铝合金厚壁构件高质量焊接,针对20 mm厚6005A-T6铝合金开展激光-MIG复合焊接特性研究,优化坡口尺寸,分析接头组织特征、硬度分布及拉伸性能。结果表明,U形坡口钝边高度8 mm、组对间隙2 mm时,基于优化复合焊接工艺参数采用三层三道方法可以实现高质量焊接。焊缝中心和熔合线附近组织分别为等轴晶和柱状晶,相比填充焊缝区和盖面焊缝区,打底焊缝区的等轴晶尺寸较粗大且柱状晶区宽度最宽;焊缝区和热影响区硬度低于母材区硬度,熔合线附近硬度最低;接头的平均抗拉强度约为191 MPa,达母材抗拉强度的76%,试样断裂在熔合线附近,总体呈现韧脆混合断裂的特征。

关键词：激光技术激光-MIG复合焊铝合金厚板焊接特性轨道客车

中厚板铝合金激光-MIG复合焊接工艺及组织性能

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电焊机 2024年第9期54卷 24-29页

作者：马国龙马寅李帅贞杨志斌韩晓辉中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术工程部山东青岛266111 大连交通大学材料科学与工程学院辽宁大连116028

针对8 mm厚6005A-T6铝合金,分别采用I形坡口和Y形坡口进行激光-MIG复合焊接试验,通过对比研究不同坡口形式接头的焊缝成形、组织特征、硬度分布和拉伸性能,分析坡口形式对接头性能的影响规律。结果表明,两种坡口形式均能获得高质量的焊... 详细信息

针对8 mm厚6005A-T6铝合金,分别采用I形坡口和Y形坡口进行激光-MIG复合焊接试验,通过对比研究不同坡口形式接头的焊缝成形、组织特征、硬度分布和拉伸性能,分析坡口形式对接头性能的影响规律。结果表明,两种坡口形式均能获得高质量的焊缝,但I形坡口焊缝的电弧主要作用区熔深更大。焊缝中心均为树枝状晶并且晶粒尺寸类似,与Y形坡口相比,I形坡口焊缝柱状晶区的宽度更大,且热影响区存在晶粒粗大的现象。I形坡口焊缝区和熔合线附近的硬度均低于Y形坡口,而热影响区的硬度高于Y形坡口。I形坡口和Y形坡口接头的平均抗拉强度分别为202.0 MPa和205.2 MPa,试样均断裂在熔合线附近,断裂路径与熔合线一致,断口呈现典型的塑性断裂特征。

关键词：铝合金激光-MIG复合焊坡口形式焊缝成形组织性能

轨道车辆铝合金长大薄壁脉冲复合磁控高效弧焊工艺研究

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电焊机 2024年第9期54卷 14-23,46页

作者：武永寿韩晓辉陈姬李刚卿李帅贞左帅中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 山东大学材料科学与工程学院山东济南250061

利用外加磁场改善电弧焊焊接工艺,具有成本低、附加耗能少、易操作等优点,已成为当今研究的热点之一。针对高速MIG焊时焊缝成形不良及焊接接头质量差等问题,在焊枪上装配一紧凑型脉冲复合磁场发生器,同时调控电弧和熔滴的左右摆动及前... 详细信息

利用外加磁场改善电弧焊焊接工艺,具有成本低、附加耗能少、易操作等优点,已成为当今研究的热点之一。针对高速MIG焊时焊缝成形不良及焊接接头质量差等问题,在焊枪上装配一紧凑型脉冲复合磁场发生器,同时调控电弧和熔滴的左右摆动及前倾行为;并开展不同焊接参数下的铝合金车体长大薄壁型材对接接头焊接工艺试验,以研究高速焊条件下的最佳焊接工艺。研究发现,对于铝合金车体焊缝,励磁参数为8A、120 Hz,焊接参数为265A、23.5 V、1.2 m/min时,焊缝成形质量最佳。利用金相显微镜以及背向散射电子衍射(EBSD)技术表征了不同焊接参数下焊接接头的微观组织,分析了外加脉冲复合磁场对焊接接头组织的影响。结果表明,在高速焊接条件下(>1.0 m/min),焊接接头的晶粒相较于常规焊速时明显粗化,且熔合区宽度有所增加。然而,引入脉冲复合磁场后,晶粒尺寸和熔合区宽度均降低至与常规焊速相当的水平。开展不同焊接参数下的焊接接头力学性能测试,结果表明,外加脉冲复合磁场对焊接接头的机械性能具有显著的改善作用,焊缝区的平均硬度提高了21.37%,而接头的平均抗拉强度达到187 MPa,与传统焊接速度时的193 MPa相当接近。在保证焊缝成形质量和接头机械性能的前提下,最终将焊接速度从0.75 m/min提高到1.2 m/min,实现了优质高效的焊接过程。

关键词：铝合金复合磁场励磁参数磁控弧焊微观组织力学性能高效焊接

转速对2060铝锂合金RFSSW接头成形及拉剪性能的影响

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焊接学报 2019年第10期40卷 156-160,I0008页

作者：李帅贞邢艳双刘雪松中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001

以2060铝锂合金为研究对象,进行了回填式搅拌摩擦点焊试验,研究了不同转速下接头内部成形及其与拉伸性能的关系.结果表明,点焊接头在不同转速下出现了未完全回填缺陷、孔洞缺陷及向下弯曲的钩状结构.未完全回填缺陷与孔洞缺陷在低转速... 详细信息

以2060铝锂合金为研究对象,进行了回填式搅拌摩擦点焊试验,研究了不同转速下接头内部成形及其与拉伸性能的关系.结果表明,点焊接头在不同转速下出现了未完全回填缺陷、孔洞缺陷及向下弯曲的钩状结构.未完全回填缺陷与孔洞缺陷在低转速与高转速下易出现,钩状结构向下弯曲且随转速的增加其高度先增加再减小.拉剪载荷随转速的提高先增加再降低;在转速为2200 r/min时,接头拉剪载荷达到9800 N.拉剪试样的断裂方式均为剪切断裂,断裂位置可分为三类:沿搭接界面断裂、沿套筒作用区底部断裂及沿包含两者的混合断裂.

关键词： 2060铝锂合金回填式搅拌摩擦点焊缺陷拉剪载荷

电极形状对异种不等厚铝合金电阻点焊接头形貌的影响

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中国有色金属学报 2021年第2期31卷 333-341页

作者：毛镇东阚盈韩晓辉陈怀宁李帅贞青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111 中国科学院金属研究所中国科学院核用材料与安全评价重点实验室沈阳110016

为了准确预测异种不等厚铝合金电阻点焊熔核尺寸及表面形貌,本文综合考虑电阻点焊过程中电极与工件、工件与工件间接触面积的动态变化以及材料力学性能对接触电阻的影响,建立了较为完善的电阻点焊有限元模型,研究异种不等厚铝合金电阻... 详细信息

为了准确预测异种不等厚铝合金电阻点焊熔核尺寸及表面形貌,本文综合考虑电阻点焊过程中电极与工件、工件与工件间接触面积的动态变化以及材料力学性能对接触电阻的影响,建立了较为完善的电阻点焊有限元模型,研究异种不等厚铝合金电阻点焊熔核形成机理以及电极圆角半径对接头形貌的影响规律。结果表明:熔核最先在焊点边缘形成,然后向中心扩展,随着焊接时间的延长,熔核截面由椭圆形向方形转变;电极圆角半径增大,点焊熔核尺寸、压痕深度和凸起高度增加。模型计算得到的熔核尺寸和焊点表面形貌与实验结果符合较好,验证了模型的有效性。

关键词：铝合金电阻点焊数值模拟熔核形状表面形貌

高速列车用6106-T6铝合金型材激光-电弧复合焊接工艺及接头性能

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中国激光 2019年第12期46卷 78-86页

作者：韩晓辉李帅贞毛镇东温鹏栗忠秀吴世凯中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 跨尺度激光成型制造技术教育部重点实验室北京100124 北京工业大学激光工程研究院北京100124

采用光纤激光-冷金属过渡(CMT)焊、光纤激光-变极性钨极惰性气体保护(VPTIG)焊、光纤激光-熔化极惰性气体保护(MIG)焊三种复合焊接方法对带锁底结构的6106-T6铝合金型材进行焊接。采用优化后的焊接工艺参数,焊后得到了成形良好、无明显... 详细信息

采用光纤激光-冷金属过渡(CMT)焊、光纤激光-变极性钨极惰性气体保护(VPTIG)焊、光纤激光-熔化极惰性气体保护(MIG)焊三种复合焊接方法对带锁底结构的6106-T6铝合金型材进行焊接。采用优化后的焊接工艺参数,焊后得到了成形良好、无明显缺陷的复合焊接接头,研究了接头的显微组织、拉伸性能和疲劳性能,并分析了疲劳断裂机理及断口形貌。结果表明:激光-CMT和激光-VPTIG复合焊接接头中心由上至下等轴晶尺寸逐渐减小,激光-MIG复合焊接接头焊缝中心的晶粒较粗大,且上下部分等轴晶的尺寸变化不大;激光-CMT、激光-VPTIG、激光-MIG三种复合焊接接头的抗拉强度分别为213.0,198.0,200.0 MPa,较母材均存在一定程度的强度损失,疲劳极限分别为105.00,100.83,113.50 MPa;疲劳断裂位置均在焊缝熔合线处的柱状晶区,断口均呈韧窝状,为典型的韧性断裂。

关键词：激光技术冷金属过渡焊变极性钨极惰性气体保护焊熔化极惰性气体保护焊 6106-T6铝合金显微组织接头性能

表层组织状态对6005A铝合金MIG焊接头液化裂纹及疲劳性能的影响

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焊接学报 2022年第5期43卷 14-20,I0004页

作者：韩晓辉李帅贞吴来军檀财旺李刚卿宋晓国中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工业大学(威海) 山东省特种焊接技术重点实验室威海264209

采用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和高周疲劳试验,研究了表层组织状态对轨道交通用6005A铝合金MIG焊接头液化裂纹及疲劳性能的影响.结果表明,粗晶组织晶界附近第二相粗大,导致热影响区晶界液膜厚度达到8~10μm,使得液化晶界抵抗... 详细信息

采用扫描电镜、透射电镜、电子背散射衍射和高周疲劳试验,研究了表层组织状态对轨道交通用6005A铝合金MIG焊接头液化裂纹及疲劳性能的影响.结果表明,粗晶组织晶界附近第二相粗大,导致热影响区晶界液膜厚度达到8~10μm,使得液化晶界抵抗拉应力的能力降低,从而对液化裂纹缺陷更敏感.因表层粗晶组织形成的液化裂纹成为疲劳过程中可能的裂纹源,对接头疲劳性能产生不利影响.改善母材表层粗晶组织可以抑制液化裂纹的形成,提高接头疲劳性能.在1×10^(7)循环周次下,表层粗晶接头疲劳强度为93 MPa,表层细晶接头疲劳强度为107 MPa.

关键词： 6005A铝合金粗晶组织 MIG焊接头液化裂纹疲劳性能

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火电机组耗差分析及信息平台设计实现

计算机应用与软件 2024年第5期41卷 1-8,26页

作者：孙宇贞李帅唐毅伟上海电力大学自动化工程学院上海200090

能源日益减少对火电厂节能降耗提出更高的要求,降低机组煤耗是减少电厂运行成本的关键问题。依据机组不同运行方式及参数各自特点,提出采用机组设计值、K-means聚类算法优化运行试验值及变工况计算这三种目标值确定方法。采用锅炉热偏... 详细信息

能源日益减少对火电厂节能降耗提出更高的要求,降低机组煤耗是减少电厂运行成本的关键问题。依据机组不同运行方式及参数各自特点,提出采用机组设计值、K-means聚类算法优化运行试验值及变工况计算这三种目标值确定方法。采用锅炉热偏差计算模型与循环函数法对某600 MW火电机组进行耗差分析计算,最终设计实现耗差分析信息平台,为电厂节能降耗给予有效指导。

关键词： K-means聚类目标值锅炉热偏差循环函数法耗差分析信息平台

高速列车用6A01-T5铝合金MIG焊接接头软化行为研究

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热加工工艺 2021年第1期50卷 35-39页

作者：毛镇东郑自芹李帅贞韩晓辉梁景恒徐智宝中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 中国兵器工业第五二研究所烟台分所有限责任公司山东烟台264003

利用万能材料拉伸试验机、显微硬度计、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪等设备研究了6A01-T5铝合金MIG焊接接头的微观组织与力学性能,重点针对其软化行为进行了分析。结果表明,焊缝心部为等轴晶的典型铸态组织,靠近熔合线附近... 详细信息

利用万能材料拉伸试验机、显微硬度计、金相显微镜、扫描电镜、透射电镜、能谱仪等设备研究了6A01-T5铝合金MIG焊接接头的微观组织与力学性能,重点针对其软化行为进行了分析。结果表明,焊缝心部为等轴晶的典型铸态组织,靠近熔合线附近的焊缝为柱状晶组织。在距离两侧熔合线约6 mm处的热影响区均存在一软化区,为焊接接头的最薄弱区。焊接接头抗拉强度159 MPa,断后伸长率10.2%,断裂位置为硬度最低的软化区。软化区受焊接热影响产生过时效作用,Mg2Si析出相聚集长大是导致该区域硬度降低的主要因素。

关键词： 6A01-T5铝合金焊接接头软化区显微组织析出相