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铝合金等离子-MIG复合焊接电弧行为

焊接学报 2022年第2期43卷 45-49,I0005页

作者：韩蛟韩永全洪海涛王学龙内蒙古工业大学教育部先进轻金属材料开发与加工防护工程研究中心呼和浩特010051

试验发现铝合金等离子-MIG复合焊中,等离子弧焊接电流为130 A,MIG焊接电流为180 A(基值电流95 A)时,基值时期的MIG电弧在等离子弧附近燃弧阻抗小,复合焊中MIG电弧电压在脉冲基值时期低于单独MIG焊,电荷流效应使MIG电弧在基值时期偏向等... 详细信息

试验发现铝合金等离子-MIG复合焊中,等离子弧焊接电流为130 A,MIG焊接电流为180 A(基值电流95 A)时,基值时期的MIG电弧在等离子弧附近燃弧阻抗小,复合焊中MIG电弧电压在脉冲基值时期低于单独MIG焊,电荷流效应使MIG电弧在基值时期偏向等离子弧,偏向等离子弧方向的MIG电弧主要电离介质为氩气.当MIG焊接电流增加到240 A(基值电流122 A)后,以上现象消失.由于焊接电弧存在热惯性,当MIG电弧在基值时期偏向等离子弧时,在脉冲电流上升阶段,以及电流刚达到峰值时,MIG电弧仍会偏向等离子弧,此阶段复合焊中MIG电弧电压高于单独MIG焊.当复合焊中存在MIG电弧偏向等离子弧燃弧的现象时,MIG电弧稳定性有所下降,随着MIG焊接电流的增加,电弧稳定性增加.

关键词：复合焊接等离子-MIG复合焊接电弧行为特征粒子

铝合金Plasma-GMAW-P复合焊接电弧特性及熔滴过渡行为

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稀有金属材料与工程 2022年第6期51卷 2027-2032页

作者：韩蛟韩永全洪海涛王学龙内蒙古工业大学材料成型重点实验室内蒙古呼和浩特010051

研究了Plasma-GMAW复合焊接过程中的电弧特性以及熔滴过渡行为。结果表明,不同电流的等离子弧通过改变GMAW电弧的导电以及受力状态来影响GMAW电弧形态以及熔滴过渡行为。等离子弧电流较小时,GMAW电弧的等离子流效应对GMAW电弧形态影响显... 详细信息

研究了Plasma-GMAW复合焊接过程中的电弧特性以及熔滴过渡行为。结果表明,不同电流的等离子弧通过改变GMAW电弧的导电以及受力状态来影响GMAW电弧形态以及熔滴过渡行为。等离子弧电流较小时,GMAW电弧的等离子流效应对GMAW电弧形态影响显著,基值时期的GMAW电弧基本沿焊丝轴线燃弧,峰值时期由于在焊接方向上同时受到方向相反的2个力而被压缩,熔滴所受的等离子流力以及等离子流力垂直向下的分力因此增加,对熔滴过渡的促进作用增强,熔滴更易从焊丝脱落。等离子弧电流增加,氛围中金属蒸气增多,电荷流效应对GMAW电弧的影响增强,基值时期GMAW电弧偏向等离子弧方向燃弧,由于焊接电弧存在热惯性,MIG电弧在峰值时仍偏向等离子弧,熔滴所受等离子流力垂直向下的分力因此减小,熔滴脱离焊丝的时间增加。

关键词：电弧特性熔滴过渡复合焊接 Plasma-GMAW-P

变极性等离子弧焊技术发展及其在航天制造领域应用现状

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航天制造技术 2024年第3期 15-26页

作者：蒋凡张成钰徐斌张国凯闫朝阳陈树君北京工业大学汽车零部件先进制造技术教育部工程研究中心北京100124 齐鲁工业大学(山东省科学院)激光研究所济南370000 北京工业大学物质科学研究院北京100124

变极性等离子弧(VariablePolarityPlasmaArc,VPPA)焊是一种高效的铝合金和镁合金焊接方法,其主要优势在于等离子电弧具有高能量密度,可以在焊接时穿透熔池形成小孔,大幅度降低焊接变形和残余应力,提高焊接质量。了解熔池小孔行为、电弧... 详细信息

变极性等离子弧(VariablePolarityPlasmaArc,VPPA)焊是一种高效的铝合金和镁合金焊接方法,其主要优势在于等离子电弧具有高能量密度,可以在焊接时穿透熔池形成小孔,大幅度降低焊接变形和残余应力,提高焊接质量。了解熔池小孔行为、电弧物理特性和控制方法对于优化和提高焊接过程的稳定性至关重要。本文综述了VPPA焊接技术发展的最新情况,对VPPA焊接过程信息的检测研究为深刻认识焊接稳定性机理提供了有力保障,尤其是利用X射线成像系统观测熔融金属流动的研究,对提升VPPA穿孔熔池物理本质的认识做出了重要贡献。此外,针对不同位置VPPA焊接的研究增加了这一焊接工艺的灵活性,由VPPA焊接衍生的多种拓展工艺拓宽了该焊接方法的适用范围。VPPA穿孔焊接技术以其焊接变形小、焊后无缺陷、单面焊接双面一次成形等优势,成为航空航天领域铝合金中厚板材焊接制造的优选工艺。

关键词：变极性等离子弧焊电弧物理熔池检测稳定性控制复合焊接

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光纤激光-TIG复合焊接小孔型气孔的形成规律分析

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中国激光 2023年第12期50卷 10-17页

作者：赵振家祝宝琦邹江林郭士慧孔华北京工业大学材料与制造学部激光工程研究院高功率及超快激光先进制造实验室北京100124

本文基于焊接过程中线性提高激光功率的方法研究了光纤激光-TIG复合焊接焊缝中小孔型气孔的影响因素。结果表明,在复合焊接过程中将激光功率由0 kW线性增加至3 kW,可以获得激光功率和电弧电流对小孔型气孔的影响规律。当激光功率小于0.8... 详细信息

本文基于焊接过程中线性提高激光功率的方法研究了光纤激光-TIG复合焊接焊缝中小孔型气孔的影响因素。结果表明,在复合焊接过程中将激光功率由0 kW线性增加至3 kW,可以获得激光功率和电弧电流对小孔型气孔的影响规律。当激光功率小于0.8 kW或大于2.2 kW时,焊缝内部均无小孔型气孔产生;当激光功率处于0.8~2.2 kW或保护气流量大于15 L/min时,焊缝内气孔相对较多,气孔率分别可达3.5%和5.5%;当激光功率为2 kW时,150 A的TIG电弧电流使熔宽提高了94%,熔深提高了35%,并控制了飞溅数量,改善了焊缝表面成形质量。进一步分析表明:电弧作用于小孔口的力是增加小孔不稳定性、提高焊缝中小孔型气孔数量的主要原因;激光功率变化导致孔内激光致蒸发量的变化是复合焊接焊缝中气孔数量改变的主要因素。

关键词：激光技术光纤激光复合焊接小孔型气孔工艺参数

激光-MAG复合焊接过程金属蒸气和背部熔池图像分析

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机械工程学报 2019年第19期55卷 167-173页

作者：王煜高向东陈子琴黎扬进广东工业大学广东省焊接工程技术研究中心

在激光-MAG复合焊中,金属蒸气和背部熔池包含着大量的焊接状态信息。以316不锈钢和400低碳钢为试验对象,作异种材料复合焊接,并应用高速摄像机获取焊接过程中正面金属蒸气和背部熔池的实时图像。提取金属蒸气面积形态特征,结合背部熔池... 详细信息

在激光-MAG复合焊中,金属蒸气和背部熔池包含着大量的焊接状态信息。以316不锈钢和400低碳钢为试验对象,作异种材料复合焊接,并应用高速摄像机获取焊接过程中正面金属蒸气和背部熔池的实时图像。提取金属蒸气面积形态特征,结合背部熔池图像同步分析金属蒸气周期性变化规律并研究金属蒸气和焊接状态、焊缝成形之间的关系。以灰度共生矩阵(GLCM)方法分析图像纹理特征,并用能量、对比度和熵三个特征分析背部熔池与焊缝成形之间的关系。结果表明,所分析方法能有效反映金属蒸气的变化机理,金属蒸气和背部熔池与焊接状态之间的关联,为在线检测复合焊接质量提供依据。

关键词：复合焊接图像处理金属蒸气背部熔池灰度共生矩阵焊接状态

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超高功率激光-电弧复合焊接特性分析

焊接学报 2019年第12期40卷 73-77,96,I0004页

作者：黄瑞生杨义成蒋宝聂鑫王子然哈尔滨焊接研究院有限公司哈尔滨150028 机械科学研究总院集团有限公司北京100044

为了对超高功率激光-电弧复合焊接过程特性有深入的理解.借助高速摄像,以焊接过程中羽辉和飞溅为主要研究对象,对比分析了激光功率从5 kW增加到30 kW时,激光热源与不同电弧热源复合,以及是否填丝对焊接特性的影响规律.结果表明,激光功... 详细信息

为了对超高功率激光-电弧复合焊接过程特性有深入的理解.借助高速摄像,以焊接过程中羽辉和飞溅为主要研究对象,对比分析了激光功率从5 kW增加到30 kW时,激光热源与不同电弧热源复合,以及是否填丝对焊接特性的影响规律.结果表明,激光功率增加,羽辉和飞溅面积的均值都呈增加趋势,两者的波动程度也呈上升趋势;冷丝的添加在降低焊缝熔深的同时使激光-MAG复合焊接过程中的稳定性变差;激光-TIG复合填丝焊接过程的稳定性明显优于另外两种焊接形式;高功率激光复合焊接时,高温羽辉对激光的散射和吸收作用会使熔深增加趋势放缓.

关键词：超高功率激光羽辉飞溅复合焊接

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活性剂对激光-电弧复合焊接的影响

焊接学报 2014年第9期35卷 19-22,1页

作者：尹燕王占冲张瑞华袁政伟他进国兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室兰州730050 中国钢研科技集团有限公司北京100081

提出了激光-电弧复合活性焊接法,以提高小功率激光-电弧复合焊接的熔深.在待焊不锈钢表面涂覆一层活性剂,然后进行激光-电弧复合焊接.研究了工艺参数对焊缝成形性的影响,并对焊接接头的组织性能进行了分析.结果表明,涂覆活性剂后可以使... 详细信息

提出了激光-电弧复合活性焊接法,以提高小功率激光-电弧复合焊接的熔深.在待焊不锈钢表面涂覆一层活性剂,然后进行激光-电弧复合焊接.研究了工艺参数对焊缝成形性的影响,并对焊接接头的组织性能进行了分析.结果表明,涂覆活性剂后可以使复合焊接的熔深增加,并且可以细化复合焊焊缝组织.复合焊接头与复合活性焊接头的显微硬度变化规律一致.复合活性焊接头的抗拉强度较高,达到母材抗拉强度的92%.复合活性焊接头的腐蚀速率低于复合焊接头的腐蚀速率,具有良好的耐蚀性能.

关键词：活性剂复合焊接组织性能

激光-MIG复合焊接2A12铝合金工艺和接头性能

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中国有色金属学报 2009年第12期19卷 2112-2118页

作者：严军高明曾晓雁华中科技大学武汉光电国家实验室(筹) 武汉430074 华中科技大学光电子科学与工程学院武汉430074

对8mm厚2A12铝合金板进行CO2激光-MIG(metal intergas)复合焊接,讨论了焊接电压和焊接速度对焊缝几何参数的影响,并研究接头显微组织和力学性能。结果表明:熔深和母材熔化面积决定于焊接速度。随着焊接电压的降低,焊缝熔宽、堆高面积、... 详细信息

对8mm厚2A12铝合金板进行CO2激光-MIG(metal intergas)复合焊接,讨论了焊接电压和焊接速度对焊缝几何参数的影响,并研究接头显微组织和力学性能。结果表明:熔深和母材熔化面积决定于焊接速度。随着焊接电压的降低,焊缝熔宽、堆高面积、焊缝固液趾角逐渐减小,而成形系数逐渐增加。接头显微组织由α(Al)基体及α(Al)+Al2Cu+Mg2Si三相共晶组成;接头抗拉强度为281MPa,为母材抗拉强度的69%;接头拉伸断口呈韧脆混合断裂,而母材断口呈微孔聚集型延性断裂。

关键词：铝合金复合焊接焊缝几何参数显微组织

高氮钢复合焊接接头氮含量和气孔控制方法研究

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兵工学报 2019年第11期40卷 2311-2318页

作者：崔博张宏刘双宇刘凤德长春理工大学机电工程学院吉林长春130022 北华大学土木与交通学院吉林吉林132013 长春理工大学国际科技合作基地(光学) 吉林长春130022 长春理工大学跨尺度微纳制造教育部重点实验室吉林长春130022

为解决高氮钢熔焊过程中出现的气孔和氮损失问题,采用激光-电弧复合焊接技术对高氮钢进行焊接试验。研究了保护气体成分、焊丝成分和超声振动对焊接接头气孔率和氮含量的影响。结果表明:当保护气体为Ar+N2时,随着保护气体中N2比例的增大... 详细信息

为解决高氮钢熔焊过程中出现的气孔和氮损失问题,采用激光-电弧复合焊接技术对高氮钢进行焊接试验。研究了保护气体成分、焊丝成分和超声振动对焊接接头气孔率和氮含量的影响。结果表明:当保护气体为Ar+N2时,随着保护气体中N2比例的增大,焊缝氮含量升高,气孔率呈先降低、后升高的趋势;当向Ar+N2中添加2%的O2后,氮含量和气孔率明显升高,且随着N2比例的增大,焊缝氮含量增多,但气孔率呈无规律变化;随着焊丝氮含量的增加,焊缝氮含量呈先升高、后降低趋势,气孔率呈先降低、后升高趋势;随着超声功率的增加,焊缝氮含量略有降低,气孔率呈先降低、后升高趋势;适当的保护气体和焊丝成分可提高焊缝氮含量的同时并能够抑制焊缝气孔形成,超声功率为180 W时抑制气孔效果最好。

关键词：高氮钢复合焊接焊接气孔氮含量保护气体焊丝超声振动