厚板窄间隙焊接技术研究现状与应用进展

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作者 滕彬 范成磊 +3 位作者 徐锴 武鹏博 聂鑫 黄瑞生 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期116-128,I0010,共14页

窄间隙焊接技术已经成为现代工业生产中厚板结构的首选技术,其技术和经济优势决定了它是今后厚板焊接技术发展的主要方向之一,近年来随着科技工作者的不断探索和研发,相继涌现了多种窄间隙焊接方法,文中对电弧焊、激光焊和激光-电弧复... 窄间隙焊接技术已经成为现代工业生产中厚板结构的首选技术,其技术和经济优势决定了它是今后厚板焊接技术发展的主要方向之一,近年来随着科技工作者的不断探索和研发,相继涌现了多种窄间隙焊接方法,文中对电弧焊、激光焊和激光-电弧复合焊等窄间隙焊接制造技术进行了系统阐述,概述了不同热源窄间隙焊接制造过程中的焊接质量、焊接效率的影响因素,归纳了不同热源窄间隙焊的工艺特点及应用领域,结合国内外相关技术的发展现状,总结了窄间隙焊技术面临的问题,提出了后续的发展建议,为相关领域的科研工作者提供参考. 展开更多

关键词 窄间隙焊 电弧焊 激光焊 激光-电弧复合焊

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承压设备用E5015-N1焊条焊接烟尘物相及微观形态分析

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作者 魏玉顺 马青军 +3 位作者 韦晨 党丽华 孙明辉 武鹏博 《电焊机》 2024年第4期91-97,共7页

针对承压设备用E5015-N1焊条焊接产生的烟尘进行了全面研究。利用自主研发的焊接材料施焊过程中毒害物质测定设备,使用沉淀与滤纸收集法收集了不同焊接电流条件下的烟尘样本,采用XRD及扫描电镜等技术对烟尘的物相及微观形态进行了分析... 针对承压设备用E5015-N1焊条焊接产生的烟尘进行了全面研究。利用自主研发的焊接材料施焊过程中毒害物质测定设备,使用沉淀与滤纸收集法收集了不同焊接电流条件下的烟尘样本,采用XRD及扫描电镜等技术对烟尘的物相及微观形态进行了分析。结果表明,过小或过大的焊接电流均会导致烟尘增加,渣壁过渡时会在熔滴表面产生大量烟尘,飞溅也是烟尘的产生源之一。E5015-N1焊条烟尘的主要物相是氟化物和氧化物,具有磁性的烟尘粒子在磁极偶作用力的驱动下形成链状聚集,单个或多个一次烟尘粒子会聚集形成具有“壳-核”形态的二次粒子。研究结果为焊接烟尘的控制提供了科学依据,并对焊接健康危害的评估提供了重要信息。 展开更多

关键词 焊接烟尘 焊接电流 物相 形态

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基于MS-FCM算法的船体板熔池图像处理技术

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作者 徐远钊 罗玖田 +3 位作者 方乃文 冯志强 武鹏博 黎泉 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期82-90,I0007,I0008,共11页

熔池的图像处理与特征提取技术是船舶熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)智能化焊接质量监控的重要内容,针对船体板GMAW焊接过程中的烟雾大、飞溅多等不稳定特性导致熔池图像采集模糊、边缘提取困难等问题,提出一种基于均... 熔池的图像处理与特征提取技术是船舶熔化极气体保护焊(gas metal arc welding, GMAW)智能化焊接质量监控的重要内容,针对船体板GMAW焊接过程中的烟雾大、飞溅多等不稳定特性导致熔池图像采集模糊、边缘提取困难等问题,提出一种基于均值漂移(mean shift, MS)优化模糊C均值聚类(fuzzy c-means, FCM)的图像处理算法.在优化设计焊接动态视觉传感系统中,以最大化保证图像信息采集清晰度的基础上,利用MS算法获取超像素图像以解决FCM算法对噪声的敏感性,同时在FCM算法上引入加权邻域窗口,以增强MS-FCM算法的鲁棒性,来克服烟雾、飞溅、弧光等噪声影响,进而完成图像分割与边缘提取.最后,设计出关于FCM、空间约束模糊C均值聚类(fuzzy c-means with spatial constraints, FCM_S)、加强型模糊聚类(enhanced fuzzy c-means, ENFCM)和模糊局部信息C均值聚类(fuzzy local information c-means clustering, FLICM)算法的4种不同图像处理方法,并与MSFCM优化模型进行边缘分割效果对比,获取几种方法所提取的熔宽,验证熔池几何特征的提取精度.结果表明,MS-FCM算法在船舶焊接熔池图像处理方面能有效抑制噪声干扰,平滑信息,达到较高的提取精度. 展开更多

关键词 模糊C均值聚类 均值漂移 图像分割 船体板 熔化极气体保护焊

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基于机器学习的电弧行为识别与特征分析

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作者 肖典 蒲柯伶 +3 位作者 褚卓楠 方乃文 武鹏博 吴斌涛 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期84-89,共6页

电弧熔丝增材制造过程中电弧行为是影响零件成形精度及质量的关键因素之一,针对电弧熔丝增材制造过程中电弧无振荡、摇摆振荡以及圆周振荡3种电弧状态的监测图像,提出一种基于局部二值模式(local binary pattern,LBP)与GoogLeNet神经网... 电弧熔丝增材制造过程中电弧行为是影响零件成形精度及质量的关键因素之一,针对电弧熔丝增材制造过程中电弧无振荡、摇摆振荡以及圆周振荡3种电弧状态的监测图像,提出一种基于局部二值模式(local binary pattern,LBP)与GoogLeNet神经网络结合识别电弧模式的新方法.结果表明,通过局部二值模式获取电弧形态图像中的纹理特征,然后建立GoogLeNet神经网络模型,相比于直接对原始图像进行神经网络的训练,该方法可有效识别电弧长度、宽度以及左右最大倾角随堆积层数的变化规律,从而精准判别电弧所属状态.针对常规存在熔池、熔滴以及复杂背景等因素干扰的电弧形态图像,该方法处理后可获得更清晰的电弧边缘轮廓,更有利于将熔池、熔滴和电弧的形态边界进行划分,最终的状态识别准确率可达99.50%,为电弧熔丝增材制造过程中的电弧状态监测提供理论参考. 展开更多

关键词 电弧状态 局部二值模式 GoogLeNet神经网络 图像处理

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5083铝合金搅拌摩擦焊接头拉伸行为研究

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作者 杜勇 夏希玮 +2 位作者 王益可 陈玉华 武鹏博 《精密成形工程》 北大核心 2024年第2期46-54,共9页

目的研究5083铝合金搅拌摩擦焊接(FSW)的组织、力学性能和拉伸应变,分析接头的拉伸行为。方法采用数码相机、光学显微镜、电子扫描显微镜等表征分析方法,对焊缝的表面宏观成形、微观组织、断口形貌进行分析;利用拉伸机、三维数字动态散... 目的研究5083铝合金搅拌摩擦焊接(FSW)的组织、力学性能和拉伸应变,分析接头的拉伸行为。方法采用数码相机、光学显微镜、电子扫描显微镜等表征分析方法,对焊缝的表面宏观成形、微观组织、断口形貌进行分析;利用拉伸机、三维数字动态散斑应变测量分析系统和显微维氏硬度计对接头的力学性能和拉伸应变进行测试。结果不同焊接工艺参数下FSW接头的最低抗拉强度为305 MPa,断后延伸率达到了14%以上;焊核区拉伸应变沿板厚方向呈现上高下低和上宽下窄的不均匀梯度分布,发生了较大程度的变形强化,直到拉伸应力达到抗拉强度。断裂失效前300/120接头的最大拉伸应变在晶粒粗大的母材区,500/120和500/200接头的最大拉伸应变则位于晶粒尺寸差异较大的后退侧焊核区与热力影响区交界处。接头拉伸断口宏观上均为45°剪切韧性断裂,微观上均以韧窝韧性断裂为主,而高热输入500/120接头出现脆性断裂特征,其延伸率明显降低。结论高热力耦合输入使铝合金FSW接头薄弱区发生转变,强韧性降低。 展开更多

关键词 5083铝合金 搅拌摩擦焊接 微观组织 力学性能 拉伸应变

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万瓦级激光高效焊接研究现状

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作者 尹东坤 徐锴 +3 位作者 滕彬 武鹏博 黄瑞生 温子缘 《电焊机》 2024年第5期1-16,共16页

随着激光热源额定功率持续增长,高达万瓦级的激光焊接技术已在国内外成为焊接领域的热点。系统性地阐述了国内外万瓦级激光焊接技术的研究现状、发展趋势以及存在的问题,包括激光自熔焊、真空激光焊、激光-电弧复合焊和激光-埋弧耦合焊... 随着激光热源额定功率持续增长,高达万瓦级的激光焊接技术已在国内外成为焊接领域的热点。系统性地阐述了国内外万瓦级激光焊接技术的研究现状、发展趋势以及存在的问题,包括激光自熔焊、真空激光焊、激光-电弧复合焊和激光-埋弧耦合焊,主要涉及焊缝成形、熔池行为特征、羽辉物理特性、焊接缺陷的抑制。研究发现,万瓦级激光焊接具有显著优势,包括高焊接速度、低热影响区、实现深宽比更优的焊接效果和高效率焊接,但也存在工艺窗口窄、易产生飞溅等挑战。真空激光焊接能够显著增加焊缝熔深,提高焊缝质量,激光-电弧复合焊具有高效、适应性强等特点,而激光-埋弧耦合焊接仍处于起步阶段,需要进一步研究。 展开更多

关键词 万瓦级激光 激光焊接 金属蒸气行为 缺陷抑制 真空激光焊 激光-电弧复合焊 激光-埋弧复合焊

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铝合金焊丝送丝稳定性测试分析

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作者 李波 马鑫 +3 位作者 张军 武鹏博 刘铁君 刘阳 《焊接》 2024年第7期74-80,共7页

【目的】旨在深入分析影响4043铝合金焊丝送丝稳定性的因素,为铝合金焊丝产品质量检测提供指导依据。【方法】选取市面上国内外常用的5种4043铝合金焊丝,提取焊接过程中的送丝阻力、送丝速度,以及焊丝表面质量和焊丝拉伸性能等关键参数... 【目的】旨在深入分析影响4043铝合金焊丝送丝稳定性的因素,为铝合金焊丝产品质量检测提供指导依据。【方法】选取市面上国内外常用的5种4043铝合金焊丝,提取焊接过程中的送丝阻力、送丝速度,以及焊丝表面质量和焊丝拉伸性能等关键参数,综合分析评价送丝性能。【结果】通过测试送丝阻力和焊接时送丝速度的波动情况,得出不同厂家的铝合金焊丝在焊接过程中送丝阻力值、送丝速度的波动幅度区别较大;通过对铝合金焊丝表面质量观察分析,可以发现焊丝表面的微观形貌状态是影响送丝稳定的主要因素,焊丝表面平整度高、表面划痕少可以有效保证送丝稳定性;通过对铝合金焊丝拉伸性能测试和微观拉伸断口扫描分析可知,焊丝内部气孔少且小可以保证焊丝的拉伸性能,同时提高铝合金焊丝送丝稳定性。【结论】通过提取焊接过程送丝阻力和焊接时送丝速度的标准方差,可以客观评价4043铝合金焊丝的送丝性能,并与实际情况相符合;焊丝表面平整度高、微观划痕少的焊丝送丝性能良好,因此,为提高4043铝合金焊丝送丝稳定性,必须严格控制焊丝拉拔或刮削工艺;焊丝内部缺陷少的焊丝送丝性能良好,因此,为提高4043铝合金焊丝送丝稳定性,必须严格控制焊丝冶炼工艺。 展开更多

关键词 铝合金焊丝 送丝稳定性 焊丝表面状态 拉伸性能

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铝/钛异种金属激光/激光-CMT复合熔钎焊工艺及其组织与力学性能 被引量：3

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作者 王佳杰 宋晓国 +4 位作者 武鹏博 胡佩佩 滕彬 黄瑞生 于久灏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期54-60,I0006,共8页

选用5A06铝合金和Ti6Al4V钛合金为母材,ER4047焊丝和粉状Nocolok钎剂为填充材料,采用激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊两种焊接方法,并对两种焊接接头的微观组织和力学性能进行对比分析.结果表明,激光熔钎焊与激光-CMT复合熔钎焊在合适... 选用5A06铝合金和Ti6Al4V钛合金为母材,ER4047焊丝和粉状Nocolok钎剂为填充材料,采用激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊两种焊接方法,并对两种焊接接头的微观组织和力学性能进行对比分析.结果表明,激光熔钎焊与激光-CMT复合熔钎焊在合适的焊接工艺下均容易获得连续、稳定的焊接接头.铝/钛激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊缝中部组织均为α-Al固溶体和Al-Si共晶组织.激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊均在钛合金上表面处界面反应层最厚,其厚度分别小于10和6μm.激光熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为锯齿状,激光-CMT复合熔钎焊焊缝偏钛侧界面主要为层片状.激光熔钎焊和激光-CMT复合熔钎焊焊接接头均断裂在焊缝区,焊接接头平均抗拉强度分别为252和209 MPa,激光熔钎焊比激光-CMT复合熔钎焊接头抗拉强度高20%,而激光-CMT复合熔钎焊比激光熔钎焊焊接效率提升约1.5倍. 展开更多

关键词 激光熔钎焊 激光-CMT复合熔钎焊 铝/钛异种金属 微观组织 力学性能

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钛合金激光填药芯焊丝接头组织性能 被引量：4

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作者 方乃文 黄瑞生 +4 位作者 武鹏博 马一鸣 孙徕博 曹浩 邹吉鹏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期61-69,I0006,共10页

通过激光填丝焊接方法并采用自主开发设计的钛合金药芯焊丝,进行TC4钛合金板的焊接,对获得的焊接接头进行850℃保温2 h后随炉冷却退火工艺处理,并与焊态焊接接头的组织性能进行比对分析,结果表明,热处理态焊接接头焊缝中由α_(p)相、α_... 通过激光填丝焊接方法并采用自主开发设计的钛合金药芯焊丝,进行TC4钛合金板的焊接,对获得的焊接接头进行850℃保温2 h后随炉冷却退火工艺处理,并与焊态焊接接头的组织性能进行比对分析,结果表明,热处理态焊接接头焊缝中由α_(p)相、α_(s)相集束及点状分布的残留β相构成,没有发现焊态焊缝中的α’马氏体组织;热处理态焊接接头强度降低但断后伸长率和常温冲击韧性增加;热处理态焊接接头拉伸断口由大量撕裂唇包围,韧窝深且均匀,呈微孔聚合韧性断裂.通过XRD测试发现焊态焊缝中主要由α’马氏体组成,还有少量极弱的多角度α相衍射峰,而热处理态焊缝中α相衍射峰中心角度位置与焊态焊缝中α’马氏体一致,另外还发现了较为明显且尖锐的β相(110)衍射峰. 展开更多

关键词 钛合金 激光填丝焊 组织性能

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Ti6Al4V合金低真空激光焊接头形貌特征分析 被引量：2

10

作者 黄瑞生 李想 +4 位作者 邹吉鹏 武鹏博 滕彬 苏金花 孙元奇 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期24-29,I0004,共7页

为了探究Ti6Al4V合金在低真空环境不同焊接参数下激光焊接头的形貌特征,在5 Pa环境压力下对其进行非熔透焊接,分析了激光功率及离焦量对焊接接头形貌的影响规律,并对典型接头形貌的稳定性及形成区间进行分析.结果表明,低真空环境下激光... 为了探究Ti6Al4V合金在低真空环境不同焊接参数下激光焊接头的形貌特征,在5 Pa环境压力下对其进行非熔透焊接,分析了激光功率及离焦量对焊接接头形貌的影响规律,并对典型接头形貌的稳定性及形成区间进行分析.结果表明,低真空环境下激光焊工艺参数的宽范围改变均可以得到较为理想的焊接质量,焊缝熔深随输出功率的增加而近似线性增加,未发生常压气氛下万瓦级激光焊存在的若干缺陷问题.焊接接头的几何形貌特征可分为2种,线能量利用系数小于0.13或大于0.14时形成的U形形貌,以及线能量利用系数在0.13与0.14之间时形成的V形形貌.V形形貌匙孔维持稳定所需要的蒸气压力远大于U形,因此V形形貌匙孔较难维持准稳态,焊缝熔深波动较大,易在焊缝底部形成缺陷. 展开更多

关键词 低真空激光焊接 钛合金 焊接接头形貌

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薄壁钛合金T形接头摆动激光填丝焊组织与性能 被引量：2

11

作者 武鹏博 徐锴 +3 位作者 黄瑞生 杨义成 邹吉鹏 曹浩 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期1015-1022,共8页

在摆动激光填丝焊接中,热输入是影响焊接接头组织与性能的关键因素,因此开展热输入与组织和力学性能的相关性研究,为进一步提高薄壁钛合金接头的力学性能提供数据支撑及相关理论依据。采用摆动激光填丝焊对2 mm厚的TC4钛合金T形接头进... 在摆动激光填丝焊接中,热输入是影响焊接接头组织与性能的关键因素,因此开展热输入与组织和力学性能的相关性研究,为进一步提高薄壁钛合金接头的力学性能提供数据支撑及相关理论依据。采用摆动激光填丝焊对2 mm厚的TC4钛合金T形接头进行焊接试验,对比分析不同位置的微区组织与力学性能。研究结果表明:焊缝表面成形良好,无未熔合、气孔、夹渣等焊接缺陷;焊缝组织主要由α′马氏体和初生β相组成,并有少量的孪晶和位错产生;热影响区主要由母材中未发生相变的α相和α′马氏体组成;焊接接头硬度值在286~413 HV之间浮动,其中焊缝区硬度值最高,与母材相比硬度值约提升38%,随着焊接热输入增大,相变生成α′马氏体越多,显微硬度增大;焊接接头平均抗拉强度为1 076 MPa,略高于母材,拉伸试件断裂位置为母材,断口呈现出韧性断裂特征;焊接接头平均剪切强度为679 MPa,剪切试件断口起裂位置为焊缝内部,焊缝区断口呈沿晶断裂特征,热影响区断口呈解理和准解理穿晶断裂特征。 展开更多

关键词 摆动激光填丝焊 钛合金 T形接头 微观组织 力学性能

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大厚度TC4钛合金窄间隙焊接接头组织性能研究 被引量：2

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作者 杨清福 曾才有 +3 位作者 张宇鹏 齐铂金 从保强 武鹏博 《电焊机》 2023年第8期8-15,共8页

围绕磁控窄间隙TIG焊接(MCNG-TIG)和真空电子束焊接(EBW)大厚度TC4钛合金接头微观结构不均匀性及其对接头力学行为的影响进行了对比研究。利用扫描电子显微镜对两种接头中部焊缝区和热影响区不同区域的微观组织进行了表征,并对接头截面... 围绕磁控窄间隙TIG焊接(MCNG-TIG)和真空电子束焊接(EBW)大厚度TC4钛合金接头微观结构不均匀性及其对接头力学行为的影响进行了对比研究。利用扫描电子显微镜对两种接头中部焊缝区和热影响区不同区域的微观组织进行了表征,并对接头截面显微硬度分布和室温拉伸性能进行测定。结果表明,两种接头焊缝区皆为网篮组织,但MCNG-TIG焊缝中α板条宽度比EBW焊缝更加细小。热影响区为初生α相+β转变组织构成的混合组织。随着距焊缝中心的距离增大,β转变组织含量降低。MCNG-TIG热影响区中β转变组织比EBW热影响区更加细小。MCNG-TIG接头平均硬度分布为:热影响区>母材>焊缝;EBW接头平均硬度值分布为:焊缝>热影响区>母材。两种接头的室温拉伸强度系数皆达到0.9以上,EBW接头强度和延伸率略高于MCNG-TIG接头。MCNG-TIG接头室拉伸断裂位置位于靠近母材的热影响区,而EBW接头断裂位置位于焊缝中心。拉伸应变演化结果表明,MCNG-TIG接头在拉伸早期阶段在焊缝中和靠近母材的热影响区同时出现了应变峰值区域。随着拉伸的进行,双应变峰值区特征消失,塑性应变主要集中在靠近母材的热影响区。 展开更多

关键词 钛合金 大厚板 窄间隙焊接 真空电子束焊 组织不均匀性 力学性能

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TC4钛合金低真空20kW激光焊接特性研究 被引量：2

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作者 邹吉鹏 黄瑞生 +4 位作者 武鹏博 曹浩 苗绘 秦建 方乃文 《电焊机》 2023年第8期28-35,共8页

为探究厚壁钛合金在不同环境压力下的激光焊接特性,采用低真空激光焊接技术对Ti6Al4V合金进行非熔透焊接试验研究,分析了亚气氛环境压力对钛合金万瓦级激光焊接焊缝成形、焊接气孔、等离子体羽、熔池及匙孔的影响规律,并探讨亚气氛环境... 为探究厚壁钛合金在不同环境压力下的激光焊接特性,采用低真空激光焊接技术对Ti6Al4V合金进行非熔透焊接试验研究,分析了亚气氛环境压力对钛合金万瓦级激光焊接焊缝成形、焊接气孔、等离子体羽、熔池及匙孔的影响规律,并探讨亚气氛环境可以改善万瓦级激光焊接质量的可能原因。研究结果表明:环境压力对焊缝熔深、熔池宽度及匙孔上表面开口直径的影响存在一个临界区间即104 Pa数量级,达到临界区间后焊缝熔深会显著增加,熔池宽度、孔口直径显著减小。造成这种现象的可能原因之一是等离子体羽的突变,亚气氛环境激光焊接等离子体羽被明显抑制,对激光束能量传输的干扰效应降低。 展开更多

关键词 厚壁钛合金 低真空激光焊 焊接特性 等离子体羽

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钛合金窄间隙激光填丝焊接工艺及接头组织性能分析 被引量：3

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作者 方乃文 黄瑞生 +5 位作者 武鹏博 尹立孟 龙伟民 徐锴 曹浩 邹吉鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第10期186-193,共8页

采用自主研发的Ti-Al-V-Mo系钛合金药芯焊丝为填充金属,进行TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊接工艺实验,研究激光功率、摆动参数、焊接速度和送丝速度等工艺参数对焊缝成形的影响规律,借助高速摄像系统研究焊接过程羽辉及等离子体特性,并... 采用自主研发的Ti-Al-V-Mo系钛合金药芯焊丝为填充金属,进行TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊接工艺实验,研究激光功率、摆动参数、焊接速度和送丝速度等工艺参数对焊缝成形的影响规律,借助高速摄像系统研究焊接过程羽辉及等离子体特性,并对获得的焊接接头组织性能进行分析。研究结果表明:采用激光功率4.0 kW、圆形摆动模式、摆动频率100 Hz、摆幅2 mm、焊接速度0.42 m/min、送丝速度0.6 m/min的工艺参数组合下得到的焊缝成形良好,无明显外观缺陷,当焊丝末端与液态熔池接触距离为0 mm时,过渡方式为液桥过渡,可以实现焊丝熔化金属向熔池的稳定、有序过渡,该焊接工艺获得的20 mm厚TC4钛合金板窄间隙激光填丝焊接头组织性能良好。 展开更多

关键词 TC4钛合金 激光填丝焊 工艺参数 焊接接头

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真空激光焊接技术研究进展

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作者 李想 黄瑞生 +2 位作者 滕彬 武鹏博 周坤 《电焊机》 2023年第4期46-55,共10页

随着激光器功率的增加,激光传输受等离子体羽辉影响损耗严重,导致激光焊接一次性可穿透深度并非与激光输出功率成正比,焊缝成形稳定性无法可靠保证。而在真空环境下,激光焊接能够展现出不同的工艺特征,能有效抑制等离子体羽辉,增加焊缝... 随着激光器功率的增加,激光传输受等离子体羽辉影响损耗严重,导致激光焊接一次性可穿透深度并非与激光输出功率成正比,焊缝成形稳定性无法可靠保证。而在真空环境下,激光焊接能够展现出不同的工艺特征,能有效抑制等离子体羽辉,增加焊缝熔深,改善熔池稳定性,获得高质量的焊缝。真空激光焊接为实现厚壁构件优质、高效焊接提供了新的工艺方法与研究思路。在综合评述国内外研究成果的基础上,介绍了真空激光焊接技术的发展历史,分析真空环境下激光焊接过程中的焊缝成形、熔池与匙孔、等离子体羽辉特征,梳理了真空激光焊接装备设计和真空激光焊接的相关应用等内容,并对目前该技术研究中存在的问题进行探讨以及对真空激光焊接技术未来发展方向进行展望。 展开更多

关键词 真空激光焊接 熔池 匙孔 焊接羽辉 真空室 焊接应用

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保护气体对ER5356铝合金焊丝熔滴过渡及电弧稳定性的影响

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作者 陈浩欣 张天理 +4 位作者 武雯 朱志明 林三宝 荆文 武鹏博 《电焊机》 2023年第8期46-54,共9页

采用ER5356铝合金焊丝对6 mm厚的5083-H111铝合金进行了MIG焊接试验,通过焊接质量分析平台和高速摄像机采集分析了100%Ar、75%Ar+25%He、50%Ar+50%He和100%He四种保护气体下的电弧熔滴过渡形貌和电信号特征。结果表明:随着保护气体中He... 采用ER5356铝合金焊丝对6 mm厚的5083-H111铝合金进行了MIG焊接试验,通过焊接质量分析平台和高速摄像机采集分析了100%Ar、75%Ar+25%He、50%Ar+50%He和100%He四种保护气体下的电弧熔滴过渡形貌和电信号特征。结果表明:随着保护气体中He比例的增加,电弧形貌由钟罩形向扁束状转变,电弧底部有收缩的趋势,电弧光亮的弧柱区域面积减少;电弧电压升高,焊接电流变大,导致电弧收缩和电弧密度提高,从而影响了焊丝的熔化速率,增加了熔滴过渡的频次,焊接电流概率密度曲线变化不大,电弧电压概率密度曲线发散较明显,熔滴过渡趋于不稳定,从短路过渡向亚射流过渡转变,但是熔滴尺寸均匀性变差,熔滴颗粒不均匀。总体来说随着He的增加,电弧稳定性较差,但熔滴过渡形式得到了一定的改善。 展开更多

关键词 保护气体 铝合金焊丝 电弧稳定性 熔滴过渡

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超声冲击对电弧熔丝增材制造低碳钢组织的影响

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作者 孙徕博 黄瑞生 +2 位作者 武鹏博 徐富家 方乃文 《电焊机》 2023年第2期117-124,共8页

电弧熔丝增材制造低碳高强钢过程中产生的组织粗大和各向异性等问题一定程度上限制了该技术的应用和发展。在电弧熔丝增材制造过程中引入层间超声冲击处理,以改善制件的组织状态和各向异性,采用光学显微镜和扫描电子显微镜等手段对超声... 电弧熔丝增材制造低碳高强钢过程中产生的组织粗大和各向异性等问题一定程度上限制了该技术的应用和发展。在电弧熔丝增材制造过程中引入层间超声冲击处理,以改善制件的组织状态和各向异性,采用光学显微镜和扫描电子显微镜等手段对超声冲击前、后的组织状态进行了对比。结果表明,经过超声冲击处理后,具有明显方向性的典型柱状晶组织转变为均匀、细小的等轴晶组织;电子背散射衍射结果表明,超声冲击强化可改善组织的方向性并大幅细化晶粒。这是因为超声可以打破组织内部对位错运动的限制,促进位错合并和湮灭,进而形成大量亚结构,并在后续沉积层的热效应作用下发生部分再结晶。这种转变会阻碍柱状组织的生长,并将柱状组织分成具有小纵横比的胞状或等轴状组织。 展开更多

关键词 电弧熔丝增材制造 超声冲击处理 低碳高强钢 组织特征

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超声冲击改善铝合金焊接接头组织和性能的研究进展

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作者 孙徕博 黄瑞生 +3 位作者 武鹏博 徐富家 张天理 徐锴 《电焊机》 2023年第8期36-45,54,共11页

铝合金焊接过程中存在的裂纹、组织粗大、残余应力和变形等问题一直制约着该领域的发展。超声冲击处理(Ultrasonic impact treatment,UIT)作为辅助强化焊接接头的手段之一,能够有效地细化组织、改善应力状态和表面粗糙度,并有效提高焊... 铝合金焊接过程中存在的裂纹、组织粗大、残余应力和变形等问题一直制约着该领域的发展。超声冲击处理(Ultrasonic impact treatment,UIT)作为辅助强化焊接接头的手段之一,能够有效地细化组织、改善应力状态和表面粗糙度,并有效提高焊接接头的拉伸性能、疲劳性能和抗腐蚀性能。为了更好地理解超声冲击对铝合金焊接接头的作用和影响,推动超声冲击技术在铝合金焊接领域得到更广泛的应用,在此基于超声冲击的工作原理,介绍了其对不同类型的铝合金焊接接头微观组织形态、应力分布、表面粗糙度、综合性能和内部缺陷的影响,以期为超声冲击辅助铝合金焊接过程提供帮助,最后对超声冲击在铝合金焊接领域中尚需深入研究的问题和发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 铝合金 超声冲击处理 焊接接头 组织和性能

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5059铝镁合金TIG焊接接头组织性能研究

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作者 何春华 张标 +6 位作者 尹宝福 武鹏博 马一鸣 吴妍 赵凯 胡儒靖 刘晓莉 《电焊机》 2023年第8期107-114,共8页

通过开展5059铝镁合金4 mm自动TIG焊对比试验,当热输入为13.8 kJ/cm时,焊缝组织为尺寸较大的等轴晶组织,晶内呈树支状生长,平均晶粒度约为2.56级,焊缝区域能谱(EDS)发现第二相含有7.78%Mg、9.20%Mn,接头的抗拉强度低于330 MPa。当降低... 通过开展5059铝镁合金4 mm自动TIG焊对比试验,当热输入为13.8 kJ/cm时,焊缝组织为尺寸较大的等轴晶组织,晶内呈树支状生长,平均晶粒度约为2.56级,焊缝区域能谱(EDS)发现第二相含有7.78%Mg、9.20%Mn,接头的抗拉强度低于330 MPa。当降低热输入为12.5 kJ/cm时,通过调整焊接压力架工装的工作状态,保证焊接试板有效压紧,提高焊缝冷却速度,焊缝组织为尺寸较小的等轴晶组织,呈条状规则排列,平均晶粒度约为4.91级,焊缝区域能谱(EDS)发现第二相含有11.10%Mg、8.86%Mn,接头中形成含有Mg、Mn的金属化合物强化相,弥散地分布在铝基体中,且Mg、Mn元素含量较高,焊缝区显微硬度可达到基材显微硬度的90%以上,接头的抗拉强度满足规定值(大于330 MPa)。 展开更多

关键词 铝镁合金 TIG焊 热输入 晶粒度 常温拉伸性能

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钛合金板翅式换热器壳体焊接加工过程能耗检测方法研究

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作者 暴宋杰 孙婷婷 +6 位作者 方乃文 冯消冰 韩晓辉 秦建 武鹏博 王兆臣 何广忠 《电焊机》 2023年第8期1-7,共7页

目前行业内缺少功能多且实用有效的焊接加工能耗在线检测方法,针对此问题,提出并构建了在线检测体系,开发出一套实用性较强的能耗检测系统,实现钛合金板翅式换热器壳体在激光填丝焊接过程中关键能耗参数的获取,并通过试验验证了检测系... 目前行业内缺少功能多且实用有效的焊接加工能耗在线检测方法,针对此问题,提出并构建了在线检测体系,开发出一套实用性较强的能耗检测系统,实现钛合金板翅式换热器壳体在激光填丝焊接过程中关键能耗参数的获取,并通过试验验证了检测系统及方法的有效性,表明其可以广泛应用于零部件在焊接加工过程中的能耗监测、分析管理及节能优化研究。这将有助于对焊接加工能耗进行合理有效的评价,为未来制定焊接能耗检测方法标准和绿色工厂评价等提供技术支撑。 展开更多

关键词 钛合金 板翅式换热器 焊接加工 能耗检测

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