摘要：针对铝合金穿孔型等离子弧横向焊接,开展新型变极性等离子电弧热-力特性及横焊成形研究。通过设计变极性等离子弧喷嘴,控制电弧热-力特性来提高横焊穿孔稳定性。对不同热-力特性进行研究,比较三种喷嘴的电弧形态、电弧力和电弧阳极电流密度的数值与分布,分析认为新型电弧的热-力特性在横焊穿孔成形稳定性方面具有优势。依据电弧压力波形稳定性和穿孔稳定性进一步验证新型等离子电弧的作用效果,验证得出新型等离子电弧瞬间电弧压力波动较小,背面穿孔形状似圆形,且穿孔面积变化较小。通过分析穿孔熔池宏观轮廓,得到新型热-力特性对熔池行为的直接影响。利用高速摄像捕捉横焊穿孔熔池的稳定形成过程,证明较高电弧能量、较低电弧压力相配合更有利于穿孔熔池形成和稳定;同时观察到横焊熔池的稳定流动过程,并对熔池金属进行受力分析,认为新型热-力特性容易满足横焊熔池金属在流动过程中达到受力平衡,最终实现了8 mm铝合金穿孔等离子弧横焊稳定成形。

摘要：提出了高频感应热丝TIG焊接新方法，焊丝加热温度和深度可控，加热速度快，能适应高速送丝要求。高频感应加热消除了常规热丝TIG焊旁路电流磁场引起的电弧偏吹现象。另外，由于该方法不需利用焊丝本身的电阻产热，所以适用于铝合金等低电阻率金属焊丝。根据感应线圈的电感和工作频率要求，设计制造了适用于φ1．6mm铝合金焊丝的高频感应加热线圈和套筒。利用热电偶测量了不同送丝速度下的焊丝温度。结果表明，当送丝速度高达6～10m／min时，焊丝的温度完全能够满足热丝焊的要求。6～10m／min的送丝速度较常规TIG焊接提高了3倍以上，大大提高了焊接效率。

摘要：采用变极性和高频脉冲电路叠加,设计了一套变极性和高频脉冲复合电流输出特性的焊接电源,将高频脉冲电弧特性引入变极性焊接过程。建立电弧压力数学模型,结合具体工艺试验,分析了高频脉冲电流对于变极性焊接电弧特性的改善。结果表明,在相等电流有效值的情况下,电弧压力随脉冲频率的提高而增加,高频脉冲电流频率达到5kHz附近时,弧柱区电弧压力较常规直流电弧提高2倍左右,电弧的挺度和能量密度都有所增加,为进一步研究高频脉冲变极性焊接方法在铝合金焊接中的应用提供了理论依据。

摘要：与常规TIG焊相比,超声-TIG复合焊可显著提高焊接效率、改善焊缝组织和力学性能,应用前景广泛.复合焊枪中超声振动系统对温度敏感,温度过高导致超声作用减弱甚至消失.为保证超声振动稳定输出,在变幅杆节点处加工环形槽通循环冷却水,对振动系统进行冷却.利用设计水冷后的复合焊枪进行定点焊接和变幅杆与换能器的测温试验,发现冷却后升温速度降低,峰值温度也分别从62℃和53℃降低到33℃,冷却效果明显.焊接电流为160 A的厚板铝合金堆焊试验结果表明,冷却变幅杆后复合焊枪连续稳定可焊时间从40 s增加到至少3 min.振动系统的温度始终低于37℃,且趋于恒值.复合焊枪焊接稳定性和大电流承载能力提高.

摘要：针对高氮奥氏体不锈钢焊接过程中由于N元素逸出引起气孔、导致力学性能恶化的问题,利用相图计算软件设计并制备了含氮量为0.35%和0.85%两种奥氏体不锈钢焊丝,系统地研究了氮含量和焊接电流对高氮钢焊缝气孔倾向性、微观组织以及力学性能的影响规律.结果表明,高氮钢焊缝气孔倾向和力学性能与焊接电流、焊丝氮含量密切相关:随着焊接电流增加,氮含量0.35%的高氮钢焊缝抗拉强度和断后伸长率均增加,未出现气孔;而氮含量0.85%的高氮钢焊缝具有很高的气孔倾向,抗拉强度和断后伸长率变化不大,当焊接电流增大到一定值后,气孔倾向性明显降低.

摘要：TIG堆焊成型技术是近年来得到广泛关注的增材制造技术之一。采用正交试验法设计试验方案,对Ti-6Al-4V钛合金TIG堆焊成型技术中成型尺寸与工艺参数的关系进行了系统的研究,分析得到了焊缝熔宽、余高与工艺参数的关系。通过对试验数据的统计分析,建立了焊缝熔宽、余高与工艺参数之间的数学模型,并对其进行了数学检验。

摘要：主要就内径为 2 0 0mm玻璃钢 -薄壁不锈钢衬里复合管道在工作载荷和过载条件下的应力变形情况进行了数值模拟。数值模拟的结果表明 :在设计工作压力下管道是安全的 ,并且应力、应变和径向位移在玻璃钢壳层和不锈钢衬里的界面处是连续分布的 ,这保证了载荷在界面处的连续传递 ;当管道内部压力达到设计工作载荷的 2 .2倍时 ,不锈钢衬里几乎达到全面屈服 ,但玻璃钢壳层中的应力还远远小于其断裂极限 ,管道仍然具有进一步承载能力 ;进一步加大载荷至 7.4倍的设计压力 ,玻璃钢壳层达到断裂极限 ,管道破坏。计算结果与实验结果吻合良好 ,说明这种复合管道具有较高的承受过载的能力 ,管道的设计具有较大的安全系数。当内径 2 0 0mm长度达 6m充满水的复合管道在距端部 1m处支撑时 ,管道的最大挠曲产生在管道的中部 ,最大挠度为 0 .3mm 。

摘要：在优化设计摆动电弧窄间隙GMAW焊炬的基础上,研究了摆动角度、摆动速度和侧壁停留时间对焊缝截面尺寸的影响规律。结果表明,摆动电弧有利于改善窄间隙焊接过程中的侧壁未熔合问题;随着摆动角度的增大,焊缝熔深减小,而侧壁熔深增大,表面下凹量则随着摆动角度的增大而增大;摆动速度的增大有利于焊缝熔深的减小和下凹量的增大,但是其对于侧壁熔深的影响不显著;焊缝熔深随着停留时间的增大而显著增大,侧壁熔深则随侧壁停留时间的增大略有增加,表面下凹量随着侧壁停留时间的增大而增大。

摘要：双丝窄间隙焊接技术具有焊接效率高和焊接质量好等诸多优势。利用优化设计的双丝窄间隙焊接系统,对双丝窄间隙非共熔池GMA立焊工艺进行了研究,重点分析了送丝速度、焊接速度和峰值电压对双丝窄间隙GMA立焊焊缝成形影响规律。结果表明:随着送丝速度的增加,熔深和熔宽呈现先增大后减少的趋势;焊接速度的增大,会使焊缝熔宽减小,但对焊缝熔深影响甚微;峰值电压的增大,有利于熔宽的增大,但过大的峰值电压会出现咬边缺陷。

摘要：本文介绍了哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室开发的新型高效TIG焊及GMA焊接技术,包括超声-电弧复合焊技术和窄间隙GMA焊接技术。首次将超声振动耦合到电弧空间,试验结果表明,在相同的焊接参数下,超声TIG复合焊能够提高焊缝熔深100%以上,焊缝组织得到细化,力学性能提高。同样超声-MIG复合焊能够促进熔滴过渡,改善焊缝成形。针对所开发的旋转电弧、双丝及摆动电弧窄间隙GMA焊接技术,介绍了其原理、设计及应用。窄间隙MIG焊通过多层单道焊接,取代常规的多层多道焊接,有效地降低了熔敷金属量。针对船用高强钢的焊接试验表明,窄间隙GMA焊接也可以减少普通MIG焊所需要的焊前预热环节,低温冲击韧性得到改善,性能提高。