鲁二敬, 杨鑫华, 钮旭晶, 侯振国, 郁志凯
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中车唐山机车车辆有限公司; 大连交通大学
采用左右旋螺纹搅拌针对6005A-T6铝合金型材进行搅拌摩擦焊接,研究了搅拌针螺纹旋向及主轴旋转方向对焊接缺陷的影响。通过ABAQUS建立搅拌摩擦焊接多场耦合计算模型,模拟并分析了搅拌摩擦焊接过程中焊核区塑性材料的流动与焊接缺陷的形成。结果表明:仿真结果与试验结果数据吻合较好,对于焊缝内部的孔洞类缺陷,模拟的可靠度较高;在轴肩螺纹保持不变的情况下,右旋螺纹搅拌针可以获得无焊接缺陷的高质量焊接接头,而左旋螺纹搅拌针焊接所得焊接接头在接头底部产生孔洞缺陷,且在更换主轴旋转方向后,…
王军亮, 穆壮壮, 郁炎, 王硕, 孙晓毅, 武国举
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中国船舶集团有限公司第七二五研究所
采用冷金属过渡-脉冲(CMT+P)焊接方法对5083铝合金薄板进行焊接,采用扫描电镜、硬度计、万能材料试验机等手段对焊接接头的微观组织与力学性能进行分析。结果表明:CMT+P焊接时熔滴过渡方式为短路过渡和射滴过渡;焊缝组织为典型的铸态等轴晶,热影响区为加工态纤维组织与局部等轴晶混合组织,在热影响区发现骨骼状或块状的AlFeMn富铁杂质相。相较于母材组织,焊缝平均晶粒尺寸达46.31μm,大角度晶界占比达16.43%。焊缝区硬度77~81HV,焊接接头抗拉强度为295MPa,达…
严翔, 郑秀华, 陈香泉, 朱称生, 邓刚, 曾凡勇
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中国核工业第二二建设有限公司
针对核电站钢筋预埋件T形接头采用手持式埋弧螺柱焊存在焊接技能要求高、焊接质量稳定性差等问题,提出采用伺服电动机驱动的自动埋弧螺柱焊接技术,从焊接电源选型、埋弧螺柱焊枪设计、控制系统设计方面进行了专用装置研制,开展了φ20mm和φ28mm钢筋的焊接工艺评定和批量模拟焊接试验,并在核电站中实现了批量应用。结果表明:自动埋弧螺柱焊接接头的无损检测和理化性能指标均满足标准要求。相比手持式埋弧螺柱焊接,自动埋弧螺柱焊接在焊接效率、焊接质量和成本方面具有明显优势,在核电站钢筋预埋件焊接中…
朱庆菊, 范军旗, 徐向军, 宋红飞, 胡广瑞
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中铁山桥集团有限公司
螺柱焊接在桥梁钢结构制作过程中应用广泛,但桥梁钢结构圆柱头焊钉的焊接一直采用人工螺柱焊接,不仅焊接环境恶劣,焊工劳动强度大,而且焊接生产效率低,焊接质量不稳定。随着人工智能的不断发展,研发创新的不断投入,圆柱头焊钉焊接生产的自动化程度越来越高,焊接质量稳定性和焊接生产效率进一步提高。但无论人工螺柱焊接,还是智能化焊接,圆柱头焊钉的焊接仍然存在一些焊接缺陷和焊接质量问题。介绍了圆柱头焊钉的质量标准,总结了圆柱头焊钉人工螺柱焊接和机器人焊接两种焊接方法在焊接试验和焊接生产过程中出…
杨晟
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川崎机器人(天津)有限公司
在传统的金属钣金类加工场景中,使用模具裁切落料是比较广泛的加工方式,但因模具设计存在制造周期长、成本高等问题,故仅适用于大批量或高附加值产品等有限的场景中;对于小批量及复杂工件加工的场景,拥有较高加工精度及柔性化的工业机器人激光切割应用已逐步成为最佳解决方案。由于传统的工业机器人手工示教编程耗时长、精度偏低,因此工业机器人离线编程技术得到越来越多用户的青睐。然而,工业机器人离线编程技术自身也存在诸多制约性因素:如无法脱离产品3D模型图、离线编程轨迹程序导入工业机器人本体后仍需…
富泉, 王占亮, 童立里, 周荣田, 熊操, 王梗蕊
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武汉重型机床集团有限公司; 湖北交投襄阳文旅发展有限公司
复合板因其优越的性能而在工业制造中得到了广泛应用,而焊接工艺则直接影响着复合板的使用寿命和性能表现。通过以304不锈钢与Q345R钢板的复合板为研究对象,采用熔化极气体保护焊(MAG)技术,对焊接接头进行系统性评价。通过材料选择、焊接参数设置(焊接电流180~200A、电弧电压22~24V、焊接速度10~12cm/min)、焊后热处理及无损检测,评估焊接接头质量与性能。最终确定基层焊接材料选用ER50-6实心焊丝,过渡层焊接材料选用ER309实心焊丝,复层焊接材料选用ER30…
宋改芳
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临汾市政府工程建设服务中心
钢结构桥梁低合金钢焊接裂纹往往隐藏在焊缝内部或表面以下,且形态复杂多样,导致难以全面、准确地识别和定位这些隐蔽的裂纹缺陷,从而无法实现有效的焊接裂纹缺陷定量检测。为此,提出钢结构桥梁低合金钢焊接裂纹缺陷定量检测研究。基于激光超声波技术联合B扫描成像技术,获取钢结构桥梁低合金钢焊接裂纹图像,然后,使用多模态特征融合算法完成裂纹缺陷图像的ROI区域提取,以减少误检和隐蔽裂纹缺陷漏检的情况;再根据提取的裂纹缺陷目标区域,对裂纹边缘实施有效提取,根据提取的裂纹边缘曲线,获取裂纹的长度…
曹兴华, 刘庭宾, 王红波
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中车南京浦镇车辆有限公司
近年来,不锈钢车体以其独有的优势受到用户青睐,不锈钢车体缝焊技术应用越来越广泛。针对不规则、大弧度的车体波纹板结构特点,对缝焊过程中的工艺难点进行了分析,设计了满足要求的缝焊定位工装及专用吊具,制定了合理的焊接参数,以及针对缝焊机结构特点,确定了合理的侧顶板与波纹板组焊顺序,最终确保不规则大弧度的不锈钢车体波纹板缝焊后的产品质量满足要求;同时,该焊接方法实现了对于不规则大弧度的圆弧形结构在轨道车辆上的缝焊应用,解决了不规则大弧度的圆弧形结构难于定位,缝焊过程中容易发生偏移,以…
甘洪丰, 杨年浩, 田井成, 张奎良, 乔宏来, 段伟赞
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哈尔滨电机厂有限责任公司; 水力发电设备国家重点实验室; 中国三峡建工(集团)有限公司
通过铝青铜堆焊件焊接保护气纯度分析、堆焊层与基材结合力测试、堆焊层横截面宏观检测及微观金相组织分析、堆焊层横截面熔合线SEM形貌观察及EDS成分分析,确定了抽蓄球阀密封环导向面铝青铜堆焊质量问题的要因并制定、验证了改善工艺措施。通过提高焊接保护气纯度极大地改善了铝青铜堆焊层加工后表面无损检测暴露出的点状缺陷问题;通过开发应用氦氩混合保护气的PJ-TIG等离子流高效钨极氩弧焊接专机堆焊过渡层+脉冲MIG机器人盖面堆焊工艺的铝青铜堆焊层,加工后基本杜绝了堆焊层与基材分离脱壳的情况…
袁建松, 刘春峰, 耿建成, 徐光耀, 李成龙
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海洋石油工程(青岛)有限公司
对LNG模块化工厂建造过程中常见的工艺管道需要热处理的工况进行了介绍,并对常见的工艺管道、管件及包含有附件的工艺管道热处理要求进行了介绍,同时结合热处理标准给出了常见工艺管道焊接接头不同连接形式下的热处理温度区间,并已在国际项目上使用,为同类项目提供施工经验。
付宁宁, 郭丹, 丁亚萍, 孙博, 潘书华, 蒲炯
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中车南京浦镇车辆有限公司; 航天工程装备(苏州)有限公司
采用静轴肩搅拌摩擦焊对6005A-T6铝合金型材进行焊接,采用光学显微镜、显微硬度计、电子万能试验机和高频疲劳试验机等设备研究了静轴肩搅拌摩擦焊锁底接头的显微组织和力学性能。结果表明:锁底接头的搅拌区组织发生动态再结晶形成了细小的等轴晶粒(约5μm),热影响区晶粒尺寸较大(约100μm)。硬度测试结果显示,接头硬度近似呈现“W”形分布。焊接接头的平均屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为143MPa、191MPa和3.53%,接头拉伸试样均断裂于热影响区。锁底接头在1×10~7循环…
戴明佳, 张皓, 郑小春, 张浩云, 付云龙, 宫晓峰
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烟台职业学院; 哈尔滨工业大学(威海)
焊缝的熔深和熔宽决定了低碳钢的应用普及,控制焊接速度、改变离焦量、引入保护气体和调整焊接姿态等方法虽然可以改善焊接效果,但是通常需要高功率激光器。在低功率下通过引入焊接活性剂提高焊缝熔深和焊缝晶粒相的形态。引入单一焊接助剂二氧化钛和氧化镁,焊缝熔深从2383μm分别增加到2822μm和2747μm,调整复合助剂中二氧化钛和氧化镁的质量分数,焊缝熔深进一步提高,最高熔深达到3390μm,比无焊接助剂的焊缝熔深提高42%以上,提高的焊接熔深归因于两种焊接助剂的协同作用。研究结果提…
武晓刚, 王金生, 马丽, 毕晓健, 李黎霞
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海洋石油工程股份有限公司
深水导管架S420高强钢焊缝延迟裂纹因其隐蔽性而对导管架结构强度和使用安全造成极大危害,因此需要严格控制导管架结构焊缝质量。焊缝金属扩散氢含量是造成延迟裂纹的主要原因之一。为了研究深水导管架S420高强钢焊接过程施工环境要素(环境温度、湿度、风速和焊接材料暴露时间)与工艺参数(焊接热输入和预热温度)对焊缝金属扩散氢含量的影响规律,采用药芯焊丝气体保护焊(FCAW-G)和埋弧焊(SAW)工艺,在不同的模拟环境中对S420高强钢开展不同焊接材料扩散氢含量测试,重点研究施工过程中扩…
许海烽, 李笑, 赵诚亿, 王发, 刘美川, 戴军
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江苏耀坤液压股份有限公司; 锐新昌科技(常熟)有限公司; 常熟理工学院汽车工程学院
针对发动机小尺寸燃油管手工焊接存在的效率低、焊缝质量不稳定等问题,开展面向小尺寸燃油管的机器人电弧焊技术焊接参数优化的研究。基于试验设计方法(DOE),对焊接参数进行试验,得到最优参数组合,即焊接速度为42cm/min、送丝速度为8.5m/min、修正电弧长度为-2mm,初始焊接电流为120A。采用优化后的焊接参数进行批量生产,产品满足生产质量要求,对小尺寸燃油管的制造具有一定的指导意义。
张晓敏, 张知航, 杨健, 肖皓月
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海军装备部; 北京科技大学材料科学与工程学院; 重庆交通大学土木工程系
在电子封装领域,无铅钎料的润湿性及焊点的可靠性对电子设备的质量起着至关重要的作用。研究了微量Al元素的添加对Sn-9Zn无铅钎料润湿性及焊点可靠性的影响。结果表明:添加质量分数为0.01%和0.02%的Al元素,使Sn-9Zn钎料的润湿角从37.26°下降至31.57°和27.22°。但质量分数为0.05%的Al添加量,使润湿角上升到42.52°。这是由于Al元素富集于液态钎料表面,优先与Zn元素形成致密性更高、缺陷更少的含Al氧化膜,阻碍了O元素与液态钎料发生反应,提升了钎…
吴小成, 徐强林, 张玲
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中国科学技术大学附属第一医院(安徽省立医院); 南昌交通学院
选取Q355级钢材作为研究对象,探究不同焊接速度下建筑装配式钢结构T形接头性能。通过Hypermesh软件进行建模,系统分析了60mm/min、80mm/min和100mm/min共3种焊接速度对T形焊接接头残余应变及整体性能的影响。结果显示:60mm/min的焊接速度导致焊缝区温度过高,增加了接头受损的风险;而100mm/min的焊接速度则因热输入不足,加大了操作难度并可能影响焊接质量。相比之下,80mm/min的焊接速度被证实为最优选择,其不仅能有效控制残余应变(低于0.…
朱庆菊, 汪涛, 于建泽, 范军旗
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中铁山桥集团有限公司
大溪河特大桥采用钢-混组合梁斜拉桥,其外置式钢锚管锚固系统是斜拉索锚固构造的重大设计创新。作为锚固系统的锚固腹板是重要的传力构件,其四周均采用熔透角焊缝连接。因此,大溪河特大桥索梁锚固构造的焊接生产是本桥钢结构成功制造的关键,从焊接方法、焊接材料、坡口形式、焊前预热、焊接顺序、焊接参数、无损检测要求及焊缝编号规定等角度进行焊接工艺研究与总结,以便为今后索梁锚固构造焊接工艺的优化和焊接装备的智能化改进提供参考。
周政, 方江, 赵亮, 张晓冬, 马威, 张国范, 王登星
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中核武汉核电运行技术股份有限公司; 中核核电运行管理有限公司; 核工业工程研究设计有限公司
为解决传热管因发生破损而导致放射性介质从一回路泄漏的问题,提出了一种蒸汽发生器传热管自动焊接堵管的工艺,采用堵头“自熔环”结构及分段式自熔焊接方法,通过对传热管堵管返修焊接参数的调整及热输入控制,得到了一套最优的堵管返修自动焊工艺参数,该套工艺下的堵管焊缝具有良好的根部熔合情况、表面成形效果及力学性能。
陈翔, 朱桂春, 张程娇, 罗宁, 胡建华, 王新欢, 梁国峰
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江汉大学省部共建精细爆破国家重点实验室; 湖北(武汉)爆炸与爆破技术研究院; 易普力股份有限公司; 中国矿业大学力学与土木工程学院; 深地工程智能建造与健康运维全国重点实验室; 湖北弘睿鼎检测技术有限公司
为了实现高强度低熔点铝合金(A7075)与高强度钛合金(Ti-6Al-4V)的爆炸复合,提出了纯铝(A1060)作为夹层的设计思路,对不同焊接参数下的界面形貌和结构特征进行了研究。通过光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和万能材料试验机等分析手段对复合板界面的微观组织特征和拉伸弯曲性能进行分析。在两组参数下均实现了A7075/A1060/Ti-6Al-4V金属复合板的夹层爆炸焊接,焊接界面无明显缺陷。不同爆炸焊接参数下,上下界面均观察到熔化区域存在。力学性能结果表明:…
李德明, 高德坊, 张伟刚, 樊熠超, 丁志远, 王彩凤
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山推工程机械股份有限公司
针对工程机械某型产品长方盒类构件在制造中存在工件母材受热面积大、焊接变形大,以及焊后修磨量大、补焊部位多等问题,开展大电流金属粉芯焊丝焊接工艺研究并进行试验。从焊接性能、成形质量、焊接参数,以及焊接修磨辅料成本等方面,与目前实心焊丝进行对比分析,从综合应用因素评价,找到更适合长方盒类构件长直焊缝的焊接工艺方法。