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双丝电弧增材制备Al-Mg-Zn-Cu-Sc铝合金工艺与组织性能

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焊接学报 2022年第11期43卷 36-42,I0004,I0005页

作者：林三宝夏云浩董博伦蔡笑宇范成磊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

为改善Al-Zn-Mg-Cu铝合金电弧增材过程中出现的工艺和缺陷问题,利用双丝电弧增材技术,制备了AlMg-Zn-Cu-Sc合金.根据电弧增材过程中的工艺以及成形情况,对该工艺中的送丝位置,送丝速度以及变极性频率等工艺参数进行分析.通过工艺试验得... 详细信息

为改善Al-Zn-Mg-Cu铝合金电弧增材过程中出现的工艺和缺陷问题,利用双丝电弧增材技术,制备了AlMg-Zn-Cu-Sc合金.根据电弧增材过程中的工艺以及成形情况,对该工艺中的送丝位置,送丝速度以及变极性频率等工艺参数进行分析.通过工艺试验得到气孔含量较少和成型情况较好的参数并进行双丝电弧增材制造.分析了不同扫描速度下的制备的Al-Mg-Zn-Cu-Sc合金组织以及力学性能,对微观组织和试样失效区域进行观察,确认了断裂类型和组织特点.最终得到双丝电弧增材技术制备Al-Mg-Zn-Cu-Sc铝合金的工艺区间,明确了沉积态AlMg-Zn-Cu-Sc铝合金的基本组织特点.

关键词：电弧增材制造双丝电弧增材制造超高强铝合金力学性能

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全数字大功率交流脉冲埋弧焊接电源

机械工程学报 2023年第2期59卷 96-103页

作者：王振民唐嘉健潘晓浩饶杰林三宝徐孟嘉华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 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 北京时代科技股份有限公司北京100094

为改善埋弧焊的焊接质量,结合脉冲焊接和交流焊接两者优势,提出一种交流脉冲埋弧焊焊接方法,并研制了一台大功率交流脉冲埋弧焊接电源。功率变换电路采用双主电路并联设计,可实现1 250 A交流脉冲电流输出;主电路次级采用耦合电感结构,... 详细信息

为改善埋弧焊的焊接质量,结合脉冲焊接和交流焊接两者优势,提出一种交流脉冲埋弧焊焊接方法,并研制了一台大功率交流脉冲埋弧焊接电源。功率变换电路采用双主电路并联设计,可实现1 250 A交流脉冲电流输出;主电路次级采用耦合电感结构,加快交流过零点速度并提高极性切换时的电弧稳定性;搭建了以STM32F405RGT6芯片为核心的数字化控制系统,通过多特性数字均流策略实现了双主电路的可靠均流和多种电流波形的平稳输出,采用分离式增量PID算法进一步提升动态响应性能。工艺试验结果表明,在同等的焊接条件和交流参数下,交流脉冲埋弧焊比交流方波埋弧焊可获得更深的熔深、更宽的熔宽以及更细化的焊缝晶粒。

关键词：埋弧焊交流脉冲数字化多路均流

超声冲击作用下铝合金层片结构焊缝成形及性能

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中国有色金属学报 2023年第8期33卷 2441-2455页

作者：陈琪昊王程程谢志宇毛欣宇林三宝江苏科技大学材料科学与工程学院镇江212100 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

本文以7A04高强铝合金为焊接对象,在钨极惰性气体保护焊过程中利用超声工具头对焊缝两侧母材进行超声冲击,构建了一种类柱状晶与等轴晶交替分布的层片结构焊缝,探究了焊缝成形、微观组织及性能的变化规律。结果表明:低频机械冲击对焊接... 详细信息

本文以7A04高强铝合金为焊接对象,在钨极惰性气体保护焊过程中利用超声工具头对焊缝两侧母材进行超声冲击,构建了一种类柱状晶与等轴晶交替分布的层片结构焊缝,探究了焊缝成形、微观组织及性能的变化规律。结果表明:低频机械冲击对焊接具有不利影响,焊缝熔宽和熔深减小,焊缝晶粒粗化且第二相沿冲击方向呈局部不均匀分布特征,接头强度和塑性下降。在低频机械冲击基础上耦合周期超声能量后,断后伸长率从2.57%增大到4.18%,抗拉强度从259.65 MPa增大到351.51 MPa,焊缝熔宽和熔深增大;当超声振幅为22.8μm时,焊缝晶粒细化程度最大;焊缝第二相呈细小弥散状分布,但周期超声能量作用增大了焊缝的熔合比,导致焊缝耐腐蚀性能下降。

关键词： 7A04铝合金电弧随焊超声冲击层片结构强韧化

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7050铝合金搅拌摩擦焊接头腐蚀行为分析

焊接学报 2018年第7期39卷 71-74页

作者：张华崔冰林三宝石功奇北京石油化工学院机械工程学院北京102617 哈尔滨工业大学先进焊接与连接技术国家重点实验室哈尔滨150001 英国焊接研究所

7050高强铝合金被广泛应用于飞机的承力构件、火箭舱段、导弹、飞船等空间载荷承力结构的制备.航空航天飞行器服役环境恶劣(雷电、雨水、辐射、除冰液等),对腐蚀性能特别是应力腐蚀开裂性能有较高的要求,然而高强铝合金FSW接头在特定服... 详细信息

7050高强铝合金被广泛应用于飞机的承力构件、火箭舱段、导弹、飞船等空间载荷承力结构的制备.航空航天飞行器服役环境恶劣(雷电、雨水、辐射、除冰液等),对腐蚀性能特别是应力腐蚀开裂性能有较高的要求,然而高强铝合金FSW接头在特定服役环境下的接头性能数据包括腐蚀性能尚不完善.基于此,文中重点研究不同焊接热输入对接头腐蚀行为的影响.采用晶间腐蚀、四点弯曲应力腐蚀试验,选择不同的加载应力,揭示高强铝合金腐蚀行为.结果表明,高强铝合金应力腐蚀敏感性强,不论是优化焊接参数,还是改变热输入,单纯通过焊接过程本身控制很难改善应力腐蚀敏感性.

关键词： 7050铝合金搅拌摩擦焊应力腐蚀晶间腐蚀

基板散热作用对电弧堆焊成形中熔宽调控的影响

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焊接学报 2016年第3期37卷 115-119,134页

作者：柏久阳范成磊林三宝杨春利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

文中首先进行单道多层堆焊试验,得到不同厚度基板条件下的20层薄壁堆焊结构,发现薄壁结构都能在距基板7.30 mm高度以内进入熔宽稳定区域,且稳定后熔宽与基板厚度无关.结果表明,基板散热在不同高度的作用效果的不同是造成基板附近焊道熔... 详细信息

文中首先进行单道多层堆焊试验,得到不同厚度基板条件下的20层薄壁堆焊结构,发现薄壁结构都能在距基板7.30 mm高度以内进入熔宽稳定区域,且稳定后熔宽与基板厚度无关.结果表明,基板散热在不同高度的作用效果的不同是造成基板附近焊道熔宽产生变化的主要因素.采用三种策略对基板附近焊道熔宽进行调控并对结果进行方差分析,最佳调控策略可以使各基板条件下的方差都控制在0.24以内,其中6 mm板厚下可控制在0.02以内.根据参数调控曲线可知,基板对不同高度焊道熔宽的作用效果呈凹型曲线分布,且曲率随基板厚度的增加而增加.

关键词：堆焊成形散热条件熔宽

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不锈钢TIG焊活性剂对焊缝性能的影响

哈尔滨工业大学学报 2002年第3期34卷 308-311页

作者：林三宝杨春利刘凤尧吴林哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

针对TIG焊生产效率低、单层焊可焊厚度小等问题 ,采用活性化TIG焊 (A -TIG) ,能够大幅度地提高焊缝熔深 ,从而提高焊接效率和生产率。研究了在不锈钢TIG焊中 ,5种单一成分的活性剂 (SiO2 、CaF2 、TiO2 、Cr2 O3 和NaF)对焊缝机械性能... 详细信息

针对TIG焊生产效率低、单层焊可焊厚度小等问题 ,采用活性化TIG焊 (A -TIG) ,能够大幅度地提高焊缝熔深 ,从而提高焊接效率和生产率。研究了在不锈钢TIG焊中 ,5种单一成分的活性剂 (SiO2 、CaF2 、TiO2 、Cr2 O3 和NaF)对焊缝机械性能和微观组织的影响。试验结果表明 ,同传统的TIG焊相比 ,在相同规范下 ,上述5种活性剂都能够大幅度的提高焊缝的熔深 ,但是不同的活性剂对焊缝机械性能的影响不同 ,其中活性剂SiO2 所形成的焊缝的抗拉强度和塑性最好 ,而活性剂Cr2 O3 所得到的焊缝硬度最大 ;活性剂对焊缝微观组织没有明显改变。

关键词：不锈钢焊缝性能 TIG焊活性剂机械性能微观组织

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TIG焊活性剂对焊缝成形的影响

焊接学报 2002年第1期23卷 1-4页

作者：刘凤尧林三宝杨春利吴林哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨150001

活性化焊接 (A -TIG焊 )在 90年代末期受到国外的高度重视 ,同传统的TIG焊 (钨极惰性气体保护电弧焊 )相比 ,在相同的规范下活性化焊接能够大幅度地提高生产率 ,降低生产成本。本文针对不锈钢和钛合金材料 ,研究了在A -TIG焊中单一成分... 详细信息

活性化焊接 (A -TIG焊 )在 90年代末期受到国外的高度重视 ,同传统的TIG焊 (钨极惰性气体保护电弧焊 )相比 ,在相同的规范下活性化焊接能够大幅度地提高生产率 ,降低生产成本。本文针对不锈钢和钛合金材料 ,研究了在A -TIG焊中单一成分的活性剂和涂敷量对焊缝成形的影响。试验结果表明 ,与无活性剂的焊缝相比 ,活性剂CaF2 、SiO2 、NaF、Cr2 O3 和TiO2 都能够有效地增加不锈钢和钛合金焊缝的熔深 ,随着涂敷量的增加 ,焊缝熔深也相应的增加 ,熔宽减小。但涂敷有CaF2 活性剂的不锈钢焊缝成形不好 ,涂敷有Cr2 O3 的钛合金焊缝正面熔宽没有明显的变化。在不锈钢焊接中 ,活性剂SiO2 的作用效果最好 ;而钛合金的焊接中CaF2 的作用效果最好。

关键词： TIG焊活性剂焊缝成形熔深熔宽活性化焊接

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镁合金AZ31搅拌摩擦焊塑性流体流动

焊接学报 2004年第4期25卷 67-69页

作者：张华郭力杰林三宝吴林冯吉才哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨150001 上海航天设备制造总厂上海200245

在AZ31镁合金待焊表面镀一层很薄的铜层来研究塑性材料的流动情况。试验结果表明 ,搅拌头首先搅动前进面的材料 ,使它们进入围绕搅拌头旋转和移动的区域 ;旋转区域的材料运动成螺旋状 ,在搅拌头的活动区域 ,材料旋转、前进、下降 ,而在... 详细信息

在AZ31镁合金待焊表面镀一层很薄的铜层来研究塑性材料的流动情况。试验结果表明 ,搅拌头首先搅动前进面的材料 ,使它们进入围绕搅拌头旋转和移动的区域 ;旋转区域的材料运动成螺旋状 ,在搅拌头的活动区域 ,材料旋转、前进、下降 ,而在旋转区域之外 ,材料向上运动。

关键词：搅拌摩擦焊塑性流体前进面回撤面镁合金焊接

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旋转电弧横向GMAW接头组织及成形特点

焊接学报 2009年第8期30卷 101-104页

作者：郭宁林三宝张亚奇杨春利哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室哈尔滨150001

旋转电弧横向GMAW可以很好地控制横向焊接时熔池下塌.由于旋转电弧的引入,在相同焊缝长度以及速度下,焊丝运动的轨迹增加,这样就会降低焊接热输入,从而降低焊缝下塌的趋势;另一方面,由于电弧的旋转,使得原本只作用在坡口中心的电弧力分... 详细信息

旋转电弧横向GMAW可以很好地控制横向焊接时熔池下塌.由于旋转电弧的引入,在相同焊缝长度以及速度下,焊丝运动的轨迹增加,这样就会降低焊接热输入,从而降低焊缝下塌的趋势;另一方面,由于电弧的旋转,使得原本只作用在坡口中心的电弧力分散在坡口内的各个区域,使得电弧力可以抵消上坡口附近熔池金属的重力,抑制其下塌.文中对旋转电弧横向GMAW接头组织及成形进行了研究,发现了由于电弧旋转所产生的接头成形不对称这一特点,并对其产生的原因及机理进行了阐述和分析.

关键词：横向焊接接头特点旋转电弧