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交流脉冲TIG焊波成形过程数值分析

稀有金属材料与工程 2023年第1期52卷 133-138页

作者：赵光喜程祥杨先海郑光明刘焕宝谭帅山东理工大学机械工程学院山东淄博255000 胜利油田高原石油装备有限责任公司山东东营257091 山东省精密制造与特种加工重点实验室山东淄博255000

考虑到电弧驱动力的影响,建立了在交流脉冲钨惰性气体(tig)焊过程中焊波成形的三维瞬态数值分析模型。为避免焊丝熔化成熔滴后对电弧熔池表面波动的影响,当电弧在2024铝合金基板上扫描时,送丝机不送丝。结果表明,当电流在基值与峰值之... 详细信息

考虑到电弧驱动力的影响,建立了在交流脉冲钨惰性气体(tig)焊过程中焊波成形的三维瞬态数值分析模型。为避免焊丝熔化成熔滴后对电弧熔池表面波动的影响,当电弧在2024铝合金基板上扫描时,送丝机不送丝。结果表明,当电流在基值与峰值之间切换时,熔池表面呈周期性的波动,且随着电弧的移动,熔池后沿逐渐凝固。在大温度梯度下冷却的熔池表面在恢复平整前就已经凝固,从而形成焊波。焊波形成频率与电流脉冲频率相同,且相邻焊波间距约等于电弧扫描速度与电流脉冲频率的乘积。

关键词：焊波形成 TIG焊熔池电弧驱动力

含Sc高强铝合金薄板TIG焊与FSW接头组织与性能对比研究

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机械工程学报 2020年第6期56卷 221-228页

作者：杨超王英君徐艳利蔡静于宝海倪丁瑞中国科学院金属研究所沈阳110016 东北轻合金有限责任公司哈尔滨150060 北京航天新风机械设备有限责任公司北京100854

分别对3mm厚的Al-Zn-Mg-Cu-Sc高强铝合金薄板进行钨极惰性气体保护(Tungsteninertgas,tig)焊与搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW),对比分析了两种焊接工艺下接头的微观组织与力学性能。结果表明:两种工艺都能获得无缺陷的接头。... 详细信息

分别对3mm厚的Al-Zn-Mg-Cu-Sc高强铝合金薄板进行钨极惰性气体保护(Tungsteninertgas,tig)焊与搅拌摩擦焊接(Friction stir welding,FSW),对比分析了两种焊接工艺下接头的微观组织与力学性能。结果表明:两种工艺都能获得无缺陷的接头。TIG焊核区晶粒粗大;硬度分布呈"M"形,中心值降至125HV,最低值出现在热影响区(Heat-affected zone,HAZ)(约110HV);拉伸时样品断在HAZ,接头强度约为417MPa,为母材的71%。FSW焊核区为等轴细晶;硬度分布呈典型"W"型,最低值亦出现在HAZ(约115HV),且随焊速的提高而提高;在400~1 200r/min下均有可能获得高强度接头,其中转速1 200r/min、焊速200mm/min下接头强度最高(458MPa),为母材的79%,拉伸样品断在HAZ。当焊速过快时,由于合金变形能力差,焊核区易出现缺陷,导致拉伸时接头过早断裂于焊核区中心。

关键词：高强铝合金 TIG焊搅拌摩擦焊微观组织力学性能

Ar-Ar变动送气条件下5A03铝合金TIG焊焊缝组织和性能

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焊接学报 2021年第10期42卷 67-72,I0005,I0006页

作者：李继超戴鸿滨哈尔滨理工大学哈尔滨150040

5A03铝合金在传统TIG焊接过程中,焊缝易存在强度低、晶粒粗大的问题.为了改善5A03铝合金焊缝性能,在传统TIG焊接方法的基础上,改变保护气的送给方式,针对板厚为2.5 mm的5A03铝合金板进行对接焊接试验.焊后分别对焊缝进行拉伸试验、断口... 详细信息

5A03铝合金在传统TIG焊接过程中,焊缝易存在强度低、晶粒粗大的问题.为了改善5A03铝合金焊缝性能,在传统TIG焊接方法的基础上,改变保护气的送给方式,针对板厚为2.5 mm的5A03铝合金板进行对接焊接试验.焊后分别对焊缝进行拉伸试验、断口形貌分析、偏振光电子显微镜和扫描电镜的观察及电化学分析.结果表明,与传统焊获得的焊缝相比,1 Hz变动送气TIG焊所获得的焊缝抗拉强度提高了18.5 MPa,提升强度约为传统焊缝强度的10%,两种焊缝的断裂形式均为塑性断裂.对比焊缝晶粒尺寸发现,1 Hz变动送气条件下获得的焊缝晶粒更加细小,并且β相Al8Mg5在铝基体上呈现弥散形态分布;电化学结果分析表明,变动送气TIG焊焊缝自腐蚀电流密度增大,容抗弧半径减小,自腐蚀电位负移0.04 V,传统焊焊缝的耐蚀性较好.

关键词： 5A03铝合金 Ar-Ar交替 TIG焊 β相耐蚀性

含Sc、Ce、Be的TiB2原位增强焊丝与4047焊丝对SiCp/AlMMCs的TIG焊研究

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稀有金属材料与工程 2020年第10期49卷 3465-3471页

作者：高增巴现礼杨环宇尹聪鑫牛济泰河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000 河南省结构功能性金属基复合材料工程技术研究中心河南焦作454000 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室黑龙江哈尔滨150001

使用自制的含Sc、Ce、Be的TiB2原位增强焊丝与4047焊丝分别对T6态SiCp/AlMMCs进行TIG焊。分析了接头的力学性能、显微组织以及断口形貌和第二相粒子分布。结果表明:2种焊丝的焊缝成型优良,4047焊丝成型更加美观;焊缝中SiC颗粒较少,存在... 详细信息

使用自制的含Sc、Ce、Be的TiB2原位增强焊丝与4047焊丝分别对T6态SiCp/AlMMCs进行TIG焊。分析了接头的力学性能、显微组织以及断口形貌和第二相粒子分布。结果表明:2种焊丝的焊缝成型优良,4047焊丝成型更加美观;焊缝中SiC颗粒较少,存在严重贫瘠区,未发现明显的Al4C3脆性物;显微组织都为枝晶组织,但4047接头焊缝枝晶粗大,TiB2接头焊缝晶粒细小,稀土元素Sc、Ce、Be起到了细化晶粒的作用,且TiB2粒子在焊缝中分布均匀;2种接头的HV硬度值在焊缝中心两侧近似呈对称分布,焊缝区硬度最低,平均值分别为716、600MPa,热影响区硬度的"过时效"现象明显;TiB2接头的抗拉强度明显优于ER4047接头,平均强度达到171.88MPa,相对于4047接头强度提高40.03%,TiB2粒子起到了原位增强的作用;TiB2接头断口中气孔较少,为韧-脆性混合性断裂,韧窝中第二相粒子较多;4047接头断口中气孔较多,为韧性断裂,韧窝中第二相粒子较少。

关键词： SiCp/6061Al复合材料 TIG焊原位增强稀土元素力学性能显微组织

基于TIG焊的电弧增材制造工艺研究现状及展望

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热加工工艺 2023年第5期52卷 7-12,6页

作者：郭立祥李小平陈阳黄佳蕾陈菊芳雷卫宁江苏理工学院机械工程学院江苏常州213001

电弧增材制造(wire arc additive manufacturing,WAAM)是近年来发展较快的一种净成型的金属构件制造工艺,其中基于TIG焊的电弧增材制造由于沉积过程稳定无飞溅,沉积速率快,材料利用率高、柔性化程度高等特点被应用于航空航天、军工等领... 详细信息

电弧增材制造(wire arc additive manufacturing,WAAM)是近年来发展较快的一种净成型的金属构件制造工艺,其中基于TIG焊的电弧增材制造由于沉积过程稳定无飞溅,沉积速率快,材料利用率高、柔性化程度高等特点被应用于航空航天、军工等领域。总结了不同工艺参数对材料组织和力学性能的影响,包括电流、焊速、保护气种类以及送丝角度;介绍了热积累和焊道的偏移量对成形质量的影响,提出相应的解决措施;最后介绍了不同沉积前处理和辅助制造工艺来优化构件性能,并对TIG焊WAAM的发展趋势及研究方向进行了展望。

关键词： TIG焊电弧增材制造成形工艺辅助制造

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空心钨极TIG焊电弧特性数值模拟

焊接学报 2021年第9期42卷 9-14,27,I0001页

作者：雷正朱宗涛李远星陈辉西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室成都610031

建立了内径2 mm的空心钨极TIG焊电弧数值模型,用Fluent软件用户自定义函数(UDF)功能加载了氩气电导率、动量方程和能量方程的源项,计算了稳态下焊接电流为60 A时电弧的温度场、流场以及电弧压力,并与相同条件下实心钨极TIG焊电弧作了对... 详细信息

建立了内径2 mm的空心钨极TIG焊电弧数值模型,用Fluent软件用户自定义函数(UDF)功能加载了氩气电导率、动量方程和能量方程的源项,计算了稳态下焊接电流为60 A时电弧的温度场、流场以及电弧压力,并与相同条件下实心钨极TIG焊电弧作了对比.结果表明,空心钨极TIG焊电弧呈钟罩形,空心钨极圆环放电和钨极中心气流的冷却作用使得电弧温度分布云图顶部下凹;电弧等离子体在钨极下方运动速度较快,阳极表面电弧压力呈柱状分布,弧柱区空间压力分布比较均匀;与相同电流条件下TIG焊相比,空心钨极TIG焊电弧峰值温度降低17.3%,钨极下方2 mm位置处峰值温度降低27%,等离子体最大运动速度降低40%,电弧压力峰值降低57%,堆焊焊缝熔宽增加30%,熔深减小27.9%.

关键词：空心钨极 TIG焊电弧特性数值模拟流体计算

RAFM钢TIG焊和电子束焊疲劳性能实验和分析模拟

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核聚变与等离子体物理 2019年第2期39卷 158-164页

作者：周海保刘素梅孙金鑫郭亮亮夏俊富卫飞安徽农业大学合肥230036 中国科学院等离子体物理研究所合肥230031

利用ANSYS 对低活化铁素体马氏体(RAFM)钢进行非熔化极气体保护焊(tig 焊)与电子束焊的抗疲劳模拟分析,再利用SDS200 电液伺服疲劳试验机对tig 焊和电子束焊的两种RAFM 钢试件进行实验。通过施加相同梯度负荷对tig 焊和电子束焊试件进... 详细信息

利用ANSYS 对低活化铁素体马氏体(RAFM)钢进行非熔化极气体保护焊(tig 焊)与电子束焊的抗疲劳模拟分析,再利用SDS200 电液伺服疲劳试验机对tig 焊和电子束焊的两种RAFM 钢试件进行实验。通过施加相同梯度负荷对tig 焊和电子束焊试件进行焊缝的疲劳性能实验。与实验结果对比分析,结果显示电子束焊优于 tig 焊,但在一定负载下可以用tig 焊代替电子束焊。

关键词：低活化铁素体马氏体钢 TIG焊电子束焊疲劳分析

2195-F态铝锂合金TIG焊和FSW焊后残余应力分析

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焊接学报 2018年第11期39卷 43-47页

作者：罗传光李桓于福盛张宇辉天津大学天津市现代连接技术重点实验室天津300722 四川航天系统工程研究所四川610100

采用盲孔法和压痕法,分别对2195-F态铝锂合金手工TIG焊和FSW焊后残余应力进行测量.结果表明,盲孔法的测量值普遍高于压痕法.两种焊接方法,近焊缝区的纵向应力均高于横向应力;横向应力整体表现为压应力或小于50 MPa的拉应力;纵向应力在... 详细信息

采用盲孔法和压痕法,分别对2195-F态铝锂合金手工TIG焊和FSW焊后残余应力进行测量.结果表明,盲孔法的测量值普遍高于压痕法.两种焊接方法,近焊缝区的纵向应力均高于横向应力;横向应力整体表现为压应力或小于50 MPa的拉应力;纵向应力在热影响区附近表现为大于焊缝的拉应力.焊缝区附近,手工TIG焊纵向残余应力大于FSW,且纵向残余应力表现为较大的拉应力,最大值接近于接头的屈服强度;焊缝区外,手工TIG焊和FSW残余应力值相差不大,其横向残余应力基本表现为很小的拉应力或者压应力.

关键词： 2195-F TIG焊搅拌摩擦焊残余应力

2219铝合金变极性TIG焊熔透状态识别方法

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上海交通大学学报 2016年第S1期50卷 71-74页

作者：刘亮杨长祺倪加明陈华斌陈小奇陈善本上海交通大学材料科学与工程学院上海200240 上海航天精密机械研究所上海201109

铝合金焊接熔透状态有效识别是其焊缝成形及接头质量表征的一个关键因素.设计了2219铝合金变极性tig多元信息传感系统,实时获取焊接动态过程熔池宽度、送丝速度、焊接电流、间隙和错边等多元信息,并以此信息作为模型输入变量,构建了221... 详细信息

铝合金焊接熔透状态有效识别是其焊缝成形及接头质量表征的一个关键因素.设计了2219铝合金变极性tig多元信息传感系统,实时获取焊接动态过程熔池宽度、送丝速度、焊接电流、间隙和错边等多元信息,并以此信息作为模型输入变量,构建了2219铝合金变极性tig熔透状态预测模型,通过支持向量机建模对2219变极性TIG焊接熔透状态:未熔透、熔透和过熔透进行分类,支持向量机的核函数和惩罚因子通过网格搜索法寻优获得,模型分类准确率达93.294 1%.

关键词： TIG焊熔宽识别支持向量机熔透状态分类