一、对称TIG焊焊接新工艺(论文文献综述)
吴弘[1](2021)在《磁控电弧等离子体数值模拟及磁压缩机制》文中研究说明提高钨极惰性气体保护焊(TIG焊)的生产效率是国内外焊接工作者的研究热点之一,涌现了许多高效TIG焊工艺。磁场辅助TIG焊通过影响电弧形态达到提高电弧能量密度的效果。但是由于磁场种类、位形和参数的多样性,磁场作用下电弧形态和性能呈现复杂的变化,使得系统阐释磁场对电弧的作用本质成为目前研究的难点。在参阅大量国内外文献的基础上,分析了目前常用电弧数值模拟方法,针对其只能获得电弧温度、压力、流速等宏观性能的局限性,提出了从微观角度,通过模拟电弧中带电粒子的运动来揭示磁场与电弧间相互作用机理的思想。在分析各种磁场对电弧形态作用的基础上,选择对电弧形态影响最大的尖角磁场和轴向磁场作为外加磁场,确定磁感应强度和磁场频率为研究参数。针对外加磁场多样性的特点,设计研制了多功能磁头和磁控焊接试验系统,可以实现多类型多参数磁场作用下TIG焊接试验。试验结果表明,外加频率1500 Hz、强度30 m T的轴向交变磁场引起的电弧收缩最明显,电弧锥顶角由不加磁场时的87.6°减小到24.8°,压缩率可达74.67%;深宽比从0.31提高到0.47,增大了51.6%,有效提高了焊接生产效率。提出了基于MATLAB的电弧分区方法。通过对电弧亮度的分析,将电弧弧柱分为电离区、复合区和能跃区三部分,定量分析了磁场对这三个区域尺寸以及电弧能量密度的影响,结合实测的电流密度和电弧压力变化,提出了高频磁控电弧能量传递效率提高的观点,阐释了电弧能量密度分布变化的原因。建立了磁场模型和带电粒子运动模型,基于MATLAB软件模拟了电子和氩离子的运动轨迹,从微观角度阐述了电弧形态变化的原因,揭示了电弧扩张和压缩的机理。研究表明,有磁芯结构磁头产生的磁感应强度呈环形山状分布,无磁芯磁头磁感应强度呈单峰分布特征。在磁场作用下,电子运动轨迹为围绕磁力线的会聚螺旋线,氩离子运动轨迹为螺旋曲线的一部分,它们还可以从一个位置跃迁到另一个位置重新开始运动。同时,外加磁场的频率和带电粒子的初速度能改变螺旋运动的回转半径,影响带电粒子跃迁的几率。频率较低、初速度较大时,回转半径较大,带电粒子易于从一个位置跳跃到另一个位置,其横向运动距离增大,电弧扩张。反之,带电粒子被拘束在磁力线附近运动,横向运动距离减小,表现为电弧的收缩。这一理论和研究思想的提出,为后续开发高效磁控TIG焊工艺提供了新的思路。基于COMSOL软件揭示了磁头结构对外加磁场及其分布的影响规律,为一体式小型焊枪的研发提供了依据,奠定了磁控TIG焊工业化应用的基础。
黄俊[2](2020)在《旋摆TIG-MIG复合热源电弧物理特性和焊缝成形的研究》文中进行了进一步梳理结合TIG焊高质量和MIG焊高效率的优点,形成一种TIG-MIG复合焊接工艺,能得到综合性能优良的焊缝接头。根据相关的文献可知TIG-MIG复合焊接的焊接熔池具有长条状的特征,即焊接方向的熔池大于熔宽方向的宽度,易出现咬边、指状熔深等焊接缺陷。为了解决这个问题及考虑焊缝质量的优质性,进一步优化和拓展复合热源分布及应用领域,在TIG-MIG复合焊接基础上提出旋摆TIG-MIG复合热源焊接工艺。利用TIG电弧的旋摆效果来增加复合电弧的横向空间和促进熔池铺展,改善熔宽过小、咬边和指状等焊接问题,也更进一步为窄间隙焊接技术领域的研究奠定基础。为了更好研究新工艺的特点,在自行设计旋摆TIG-MIG复合热源焊枪的基础上,建立了焊接实验系统,包括复合热源焊接系统、辅助系统高速摄像机采集系统和电流电压采集系统。利用辅助系统采集复合电弧姿态和熔滴形态,得到旋摆TIG下复合电弧电流和电压的影响关系,为推进研究提供实验数据。研究了不同焊接参数对旋摆TIG-MIG复合热源复合电弧物理特性影响。MIG电流、TIG电流的增加都利于电弧空间的增大;间距增加使两电弧尾弧变长,电弧稳定性改变;旋摆幅度的增加扩展了电弧范围。MIG电流随着TIG电流而增加,MIG电压在34V左右变化;MIG电流随着旋摆幅度的增加在小范围呈下降趋势,而电压变化小;间距的增加,MIG电流值趋于单MIG时的电流值,MIG电压表现为稍增加。分析了旋摆TIG电流参数下MIG的U-I变化图和U-I随机分散图,增加的TIG电流可降低电参数的波动性,在随机分散图中的点趋于集中,说明旋摆TIG电弧有利于提高复合电弧的稳定性。探究工艺参数对旋摆TIG-MIG复合热源熔滴过渡的影响。TIG电弧的旋摆会改变复合热源中的熔滴过渡方式。间距的改变使熔滴过渡模式从射流过渡到滴状;TIG电流增大,熔滴在周期内过渡方式由射流过渡、滴状过渡和少量短路过渡的混合过渡模式向单一的射流过渡改变;旋摆速度的增加会加快熔滴过渡之间的转变;旋摆幅度的增加扩大了滴状过渡的范围。比较在同参数下TIG旋摆下的脉冲MIG-TIG和直流MIG-TIG的熔滴过渡和焊缝成形。MIG脉冲模式下的旋摆TIG-MIG复合热源的熔滴过渡方式表示为脉冲射流过渡,TIG电流的增加促进了过渡频率,焊接过程中的熔滴过渡的稳定性和焊缝质量优于直流MIGTIG复合热源。脉冲模式下的堆焊焊缝成形表现为:TIG电流和MIG电流的增加均增加熔宽和熔深,MIG电流的增加使得余高增加,而TIG电流的增加使得余高减小;旋摆速度在小范围内变化(0160°/s)时,熔宽增加,而对余高和熔深影响不大;间距(57mm)使得熔宽增加,超过7mm时变化不大,余高和熔深随着间距的增加而稍减少;焊接速度增加得到焊缝齿条状明显,焊缝质量逐渐变差。将旋摆TIG-MIG复合热源焊应用于窄间隙中进行焊接,验证新工艺焊接窄间隙的可行性,得到焊缝表现为无明显孔洞和熔池与两侧壁无明显间隙。
艾十雄[3](2019)在《填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪焊缝的信号处理研究》文中研究说明随着科技的发展,工业生产对焊接质量的要求不断提高,焊接过程自动化已成为必然趋势。TIG焊(Tungsten Inert Gas Welding)因为焊接质量高,所以广泛地被应用于各种重要焊接场合。工业生产中许多大型结构钢的焊接,需要使用焊丝填充。研究填丝TIG焊缝跟踪,有利于提高大型结构钢焊接的质量和效率。旋转电弧传感器是一种优秀的焊接传感器,在旋转电弧MIG焊(Melt Inert Gas Welding)自动化的研究中,已经取得了许多成果。本文将旋转电弧传感器应用于TIG焊,对填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪焊缝的信号处理进行研究,为填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪焊缝的实际应用奠定基础。本文介绍了国内外焊缝跟踪系统的研究现状,设计了一种填丝旋转电弧TIG焊缝跟踪系统。根据TIG焊的工艺流程,搭建了焊缝跟踪平台;通过理论分析和焊接实验研究,建立了填丝旋转电弧TIG焊的信号模型;研究了填丝旋转电弧TIG焊信号的滤波方法、偏差识别方法和运动控制算法。首先,搭建填丝旋转电弧TIG焊缝跟踪系统。焊缝跟踪系统使用TIG焊旋转电弧传感器探测焊缝信息,采集卡获取焊接电信号。焊缝跟踪系统的执行机构为十字滑块导轨机构,使用运动控制卡和步进电机控制焊炬运动。针对旋转电弧TIG焊特性,设计了保护电路,分析了信号采集流程。本文研究了旋转电弧扫描高度模型、常用的焊接滤波方法、旋转电弧传感器偏差识别方法以及运动控制方法。针对填丝对旋转电弧TIG焊的影响,分析了旋转电弧TIG焊电弧高度模型,结合实际填丝旋转电弧TIG焊信号,确定了后置填丝的焊接工艺。根据填丝旋转电弧TIG焊信号的频域和时域分析,设计了数字低通滤波器和小波滤波器结合的滤波流程。针对填丝旋转电弧TIG焊电信号的特性,确定了特征极大值法的偏差识别方法,并通过矫正光耦初始位置得到正确的焊缝偏差。对于焊缝跟踪的控制,分析了PID运动控制和智能控制方法,对水平和竖直方向偏差分别使用专家PID控制方法和PID控制方法进行控制。本文通过V型焊缝的焊接,测试焊缝跟踪系统的实际效果,能够满足焊缝跟踪要求。
崔书婉[4](2019)在《K-TIG焊接小孔行为及接头组织与性能的研究》文中研究指明小孔效应TIG(Keyhole Tungsten Inert Gas,K-TIG)焊是在传统TIG焊的基础上通过大电流使电弧穿透整个工件,实现小孔效应焊接。对于中厚金属板材,它能在不开坡口的条件下一道焊透,单面焊双面成形。K-TIG焊接过程中,小孔动态行为对焊接接头质量的影响较大,但目前K-TIG焊接小孔动态行为的相关研究较为匮乏。双相不锈钢和钛合金在海洋工程领域中有很大的应用前景,如极地凝析油船的船体建造中使用了大量的双相不锈钢和钛合金材料。因此,本研究采用被动视觉传感系统来获取被焊工件背面的小孔出口的图像,分析了小孔出口的特征参数随焊接参数演变的规律;并分别采用S32101双相不锈钢和TC4钛合金进行K-TIG焊接试验,建立了焊接接头性能与微观组织演变之间的关系。本研究在保证气体流量、钨针尖端到被焊工件表面之间的距离(CTWD)等焊接参数恒定的条件下,分别改变焊接速度和焊接电流来获取小孔出口的三个特征参数,即垂直于焊接方向的长度(YA)、沿焊接方向的长度(XA)和小孔出口的面积,发现了小孔出口特征参数的演变规律。结果表明,在一定的焊接参数条件下,随着焊接电流的增大或焊接速度的降低,小孔出口的YA、XA和面积的平均值都逐渐增大。其中小孔出口的面积对焊缝形貌的变化最敏感,当小孔出口的面积为零时(未形成贯穿工件的小孔时),焊缝未熔透并且出现孔洞,当小孔出口的面积过大时,熔池体积过度长大,焊缝表面塌陷。S32101双相不锈钢K-TIG平板焊接接头中,热影响区和焊缝金属区的显微硬度均大于母材,焊缝金属区的抗拉强度也大于母材,而焊缝金属区的伸长率和冲击吸收功均低于母材。焊接接头微观组织的分析结果表明,当Σ3重位点阵(CSL)晶界比例增大、铁素体和奥氏体的随机相界比例增加、奥氏体含量增大时,其对应的冲击韧性也会增强。此外,焊接接头中奥氏体的织构改变能够影响焊缝金属区的塑性。研究发现,在1.99 kJ/mm、2.14 kJ/mm、2.30 kJ/mm和2.46 kJ/mm等四种不同的热输入条件下,双相不锈钢K-TIG对接焊缝的形貌、焊接接头的显微组织、力学性能以及耐晶间腐蚀性能均发生显着变化。在相同热输入条件下,焊缝的耐晶间腐蚀性能优于热影响区。随着热输入增大,焊缝金属区的显微硬度、抗拉强度逐渐降低,而焊缝金属区的伸长率、冲击吸收功却逐渐增大,同时热影响区和焊缝金属区的耐晶间腐蚀性能逐渐增强。在相同热输入条件下,焊缝的耐晶间腐蚀性能优于热影响区。焊接接头的耐晶间腐蚀性能同时受Σ3 CSL晶界的比例和氮化铬析出量的影响。当焊接电流为510550 A时,随着焊接电流的增加,TC4钛合金K-TIG焊缝金属区的伸长率、冲击吸收功逐渐增大,而抗拉强度逐渐降低。TC4钛合金焊接接头中,热影响区和焊缝金属区中的显微组织发生了显着变化。当TC4钛合金K-TIG对接焊接接头热影响区和焊缝金属区中α相的大角度晶界(HAGB)比例增加时,Σ9 CSL晶界的比例也增大;HAGB的比例对TC4钛合金的K-TIG对接焊缝金属区的冲击韧性存在一定的影响,HAGB比例越高,其对应的冲击韧性就越好。
梁瑛[5](2018)在《6061铝合金TIG-CMT复合焊接成形机理研究》文中指出本课题提出“TIG-CMT复合焊接”新方法与新工艺,主要是指TIG电弧在前、CMT电弧在后,双电弧之间有一定距离,与一般电弧复合、通过电弧相互作用来增加电弧能量的方法和机理不同,TIG和CMT电弧没有直接的相互作用,为两个相互独立的电弧,既保证了CMT焊接熔滴过渡的可控性,又可以提高工件的热输入,从而扩大了CMT焊接板厚的适用范围,改善焊缝成形与接头显微组织结构,提高接头性能。通过高速摄像和电信号同步采集系统对铝合金材料直流CMT的稳定短路过渡的临界点进行了确定。在焊机一元化试验条件下,能够保证稳定短路过渡的焊接电流临界点为96 A(对应的送丝速度为5.3 m/min);并对不同参数下的TIGCMT复合焊的电信号,电弧形态和熔滴过渡模式进行了试验,分析了复合焊电弧在交互作用下的形态和熔滴过渡形式的变化规律。发现通过提高CMT电流,拉大CMT焊丝与TIG钨极间的距离和保持两枪垂直的方法可以提高TIG-CMT复合焊的焊接稳定性。利用ABAQUS软件建立了TIG-CMT复合焊的温度场模型,通过编写子程序成功将面热源与体热源同时加载到工件上,提高了计算的准确性。对比了CMT焊、TIG焊和TIG-CMT复合焊这三种焊接方法的温度场和热循环曲线,可知复合焊热循环曲线具有双峰特点,表明了TIG焊和CMT焊对工件的复合热作用,工件加热温度较高,冷却速度较慢。开展了TIG-CMT复合焊6061铝合金对接工艺试验研究。结果表明:TIG电流和焊接速度对焊接接头的宏观形貌影响较大;随着热输入的增大,焊缝的微观组织粗化,热影响区和部分熔化区宽度增加,接头力学性能降低;焊接接头力学试验表明,其主要为延性断裂,断口内分布大量韧窝;接头中存在力学性能薄弱区,而接头中的析出相转变机制,是导致其力学性能下降的主要原因。开展了TIG-CMT复合焊6061铝合金堆焊工艺试验研究。试验表明:通过TIG电弧的加入,起到了对母材的预热效果;TIG-CMT复合焊显着降低了CMT堆焊焊缝的接触角,得到了良好的堆焊成形;与CMT焊缝相比,复合焊焊缝出现了明显的部分熔化区;通过对单道复合焊采用正交试验得到了焊接工艺最优参数,并利用最优参数成功实现了复合焊的多道堆焊,焊缝具有良好的力学性能。
闫强强[6](2018)在《基于窄间隙TIG旋转电弧的9%Ni钢自动立焊技术研究》文中提出为了实现液化天然气储罐立缝位置的自动焊接,本文提出了 LNG储罐立缝位置的焊接方法及焊接装备方案。采用一种窄间隙TIG旋转电弧焊接新工艺,将钨极打磨成非轴对称的尖端,利用电机控制钨极旋转,使电弧周期性加热窄间隙坡口两侧,用一种全新的思路解决窄间隙焊接中侧壁熔合问题。焊接装备方面,设计加工了新型窄间隙TIG旋转电弧焊枪,可以实现无线回转导电,具备自动送丝功能,实行双路气保护方式;采用真空吸附的挂壁小车配合焊接小车,控制焊枪立缝位置的焊接行走,防止9%Ni钢磁化,同时保证焊接过程的稳定。搭建窄间隙焊接中电参数及图像信号的采集平台,通过同步采集的电信号及图像信号分析焊接过程中电参数随电弧旋转变化规律。电弧在旋转过程中,由于钨极尖端与侧壁母材距离的改变,焊接电流和电弧电压随其周期性稳定的变化,确保对侧壁有充足的热输入。探究不同焊接参数下电弧形态,实验结果表明:钨极非轴对称尖端角度为45°、旋转速度适中,焊接电流较大时,电弧对侧壁加热区域较大,有利于侧壁良好熔合;分别对16mm厚SHT490钢和24mm厚9%Ni钢进行单层单道的焊接实验和窄间隙坡口对接实验,实验证明这种新工艺能够解决16mm和24mm厚板窄间隙焊接中侧壁熔合的问题;并且由于电弧循环旋转,对熔池具有搅拌作用,使焊缝表面成形也非常平滑美观。这种窄间隙TIG旋转电弧焊接新工艺可以实现16mm和24mm厚板多层单道的焊接。最后对立缝位置焊接工艺研究。改进焊接装备以实现立焊要求,进一步分析立焊过程中送丝等问题,通过合理设计焊接工艺参数解决了立焊时熔池流淌问题,保证立焊时窄间隙侧壁熔合良好。
栗慧[7](2018)在《2219铝合金直流正接A-TIG焊机理研究》文中提出2219铝合金具有良好的力学性能、抗应力腐蚀性能、焊接性能,热裂纹倾向低等一系列的优点,被广泛应用在航空航天领域。开展2219铝合金的焊接工艺性能评估过程中发现,气孔发生率高被证实是交流钨极氩弧焊(TIG)接头质量的主要薄弱点。由于采用交流TIG焊对2219铝合金进行焊接时,焊接过程电弧不稳定,焊缝易夹钨,加上材料本身对气孔敏感性高,因而气孔生成严重,尤其是在熔合区易出现密集的微气孔,此外,交流TIG焊缝熔深浅和生产效率低制约了其的发展。本文针对2219铝合金交流TIG焊缝内部气孔高的问题,提出了2219铝合金直流正接活性TIG焊(DCEN A-TIG)方法。鉴于直流正接TIG焊电弧稳定和产热量高、钎焊中氟化物去除氧化膜的特点,将氟化物和直接正接TIG焊相关优点结合起来,利用氟化物活性剂去除铝合金表面氧化膜实现2219铝合金的直流正接TIG焊工艺,其突出的特点是有效降低了TIG焊缝内部气孔,增大了焊缝熔深,改善了焊接质量,满足运载火箭贮箱中等厚度结构Ⅰ级焊缝质量要求。针对2219铝合金的直流正接A-TIG焊的初步试验已获得成功,但在活性剂的配方优化、活性剂去除2219铝合金表面氧化膜和焊缝内部气孔、增加焊缝熔深等方面,仍然需要通过深入而系统的研究予以阐明。本课题通过活性剂配方的研制去除2219铝合金表面氧化膜,实现了2219铝合金直流正接A-TIG焊技术,探讨了活性剂去除2219铝合金表面氧化膜、抑制TIG焊缝内部气孔、增大焊缝熔深的机理,为促进2219铝合金直流正接A-TIG焊工艺在运载火箭贮箱结构上的应用提供了理论支撑。(1)研究了用于2219铝合金直流正接A-TIG焊的混合组元活性剂配方。活性剂配方的研制是2219铝合金直流正接A-TIG焊接技术的核心内容,本文采用混料均匀设计法和二次多项式逐步回归的方法获得以氟化物为主的混合组元活性剂配方,该配方不仅可以去除2219铝合金表面的氧化膜,抑制TIG焊缝内部的气孔,还可以增大焊缝熔深。(2)研究了活性剂去除2219铝合金表面氧化膜及抑制TIG焊缝内部气孔的机理。采用物质吉布斯自由能函数法对氟化物活性剂与Al2O3氧化膜之间发生的化学反应进行热力学计算与判据。采用高速摄影系统采集熄弧前和熄弧后TIG焊缝熔池表面形貌,研究涂覆活性剂与不涂活性剂熔池表面氧化膜的变化情况。采用XRD分析手段对焊渣进行物相分析。涂覆氟化物活性剂增加了Al/Al2O3界面的缺陷,降低了Al2O3氧化膜对Al基体的粘附性,有助于剥落焊缝表面氧化膜。分析了不同氟化物ZnF2、LiF、Nocolok和混合组元活性剂去除氧化膜的机理。采用红外热像仪测量焊接接头的温度,涂覆活性剂能增加直流正接TIG焊接头热输入,焊接热输入的增大降低了熔池的凝固速度,增加了熔池存在时间,氢气泡有足够时间从熔池中逸出。通过对熔池表面受力情况进行分析可知,涂覆活性剂引起的焊接热输入增大,改变了熔池原有的受力状态,熔池的流动方向有利于气泡浮出,进而抑制焊缝气孔产生。(3)研究了活性剂增加2219铝合金直流正接A-TIG焊缝熔深的机理。通过对焊缝熔深熔宽测量发现,涂覆Al F3、ZnF2和混合组元活性剂均增加了直流正接TIG焊缝熔深熔宽,熔深熔宽随着焊接速度的增大而减小,随着焊接电流的增大而增大。利用高速摄影系统拍摄电弧形态,涂覆AlF3活性剂的电弧形态出现了拖尾,涂覆ZnF2活性剂的电弧形态发生了膨胀,而涂覆LiF、Nocolok和K2SiF6三种活性剂的电弧形态未发现明显变化。通过双钨片试验、焊道偏移试验以及焊缝区元素面扫描可知,氟化物活性剂不会随着金属的流动进入到焊缝熔池内部,氟化物主要是通过影响焊接电弧来增加熔深的。氟化物活性剂在焊接电弧中的电离与复合有助于增加焊缝熔深,而氟化物活性剂引起焊接接头热输入的增大,使焊缝熔深增大的同时,焊缝熔宽增大。(4)研究了直流正接A-TIG焊和变极性TIG焊两种焊接工艺对2219铝合金接头组织和性能的影响规律。直流正接A-TIG焊降低了接头熔合区气孔和链状气孔的产生。通过力学性能和腐蚀性能测试发现,直流正接A-TIG焊接头在性能方面具有与变极性TIG焊接头相当的技术指标。研究了工艺参数对2219铝合金直流正接A-TIG焊接头力学性能的影响。合适的活性剂浓度有利于减少焊缝气孔,焊前清理工艺对焊后接头强度影响不大,而焊接电流和焊接速度对接头强度影响较大,过小的焊接电流和过大的焊接速度会造成焊缝背面出现未熔合现象,大大降低力学性能,送丝速度主要对焊缝的余高和熔宽有影响。利用扫描电镜、透射电镜和XRD衍射仪研究了2219铝合金直流正接A-TIG焊接头母材区、焊缝区和热影响区的组织形貌和物相,建立了接头不同区域组织与硬度分布、腐蚀性能之间的联系。
强伟[8](2018)在《双面同轴TIG焊工艺与双弧影响机制研究》文中研究指明双面双弧焊符合高效优质、低能耗、微变形的现代焊接要求,在船舶制造、压力容器、核电装备、海洋工程等领域已有不少应用,但目前针对双弧作用机制、熔池受力规律、焊缝成形原理、热量传输特性等方面的研究工作较少。因此,本文从中等厚度(5~10mm)铝合金和高氮钢双面同轴TIG焊工艺出发,系统开展了电弧形态、熔透模式、熔池受力和热量传递等多角度研究。建立了双机器人协同双面同轴TIG焊系统,开展了铝合金双面同轴TIG焊工艺试验,分析了焊接速度、双弧间距、热量分配等参数对铝合金成形质量的影响规律。研究表明,双面同轴TIG焊工艺可有效增加熔深,大幅提高能量利用率,并对焊缝气孔和变形有良好的抑制作用。研究了高氮钢的双面同轴TIG焊工艺特性。发现高氮钢熔池粘度大,润湿性差,采用恒流焊易导致驼峰缺陷,而采用脉冲焊可获得稳定的成形质量。纯氩保护时焊缝几乎无气孔产生,但当保护气中加入氮气后,气孔随之出现,且随着氮气比例的提升而增多。研究发现双面同轴TIG焊存在熔入和穿孔两种熔透机制。穿孔焊时热输入大,双弧透过“小孔”产生相互“冲击”,形成持续的“尾焰反射”现象,焊接稳定性和成形可控性差;熔入焊时热输入较小,焊接过程稳定,易获得优质焊缝。通过对双面同轴TIG立焊、平-仰焊和横焊熔池进行受力分析,揭示了不同位置焊接接头的成形机理。重力为双面同轴TIG焊熔池流动的主要驱动力。双面同轴平-仰焊和横焊时,重力方向与焊接方向垂直,重力对熔池成形的负面影响较大,致使成形难度提高,导致平仰焊接头以上凹下凸的“倒拱桥”形为主,横焊接头多呈不对称偏心状;而立焊时重力方向与焊接方向相反,重力对熔池成形的负面影响较小,更易获得优质接头。通过数值模拟、熔化效率计算和传热理论分析相结合的方式,揭示了双面同轴TIG焊熔深提高的内在机理。模拟结果表明,双弧电流相等时,双面同轴焊的接头横截面和纵截面的温度场均对称分布,而单面焊为非对称分布。双弧中心连线上,双面同轴焊的温度分布呈“U”形,而单面焊的温度随着电弧远离而单调减小,最高温度低于双面同轴焊。与工件两侧相比,双面同轴焊的熔池交汇区热流较大,有利于热量传入。与单面焊相比,双面同轴TIG焊的熔化效率大幅提高,并随双弧间距和焊接速度的增大而减小。双面同轴焊的熔化面积并非两个单面焊的直接求和,双弧热量之间有强烈的交互作用,使热量产生集聚和增益效应,从而大幅提高熔透能力,节约能源。为检验双面同轴TIG焊的接头质量,对典型铝合金和高氮钢接头的微观组织和力学性能进行表征与测试。结果表明,铝合金接头组织分布均匀,未产生元素偏析;立焊接头的抗拉强度可达到母材的96.2%,断后伸长率为母材的86.6%;平-仰焊接头的抗拉强度可达到母材的90.7%,断后伸长率为母材的53.1%;铝合金接头未发现明显软化。高氮钢接头的抗拉强度达到母材的81.9%,但接头的塑性降低;随着保护气中氮气比例的提高,焊接过程弧压升高,焊缝的含氮量和枝晶臂间距增大而铁素体含量减少;与纯氩保护相比,氮氩混合保护的接头硬度获得了大幅提高,但随氮气添加比例的持续增加,接头硬度的变化不大。
刘莹,杨立军,何天玺,翟勇磊,刘桐[9](2017)在《药芯焊丝TIG焊电弧特性的光谱分析》文中研究指明利用光谱诊断方法结合高速摄像研究所提出的药芯焊丝的填丝TIG焊接新工艺的电弧特性,借助高速摄像研究药芯焊丝TIG焊的熔滴过渡方式;通过对焊接电弧进行光谱采集点扫描,对采集的谱线进行元素标定,以药粉中活性元素K和Na作为追踪目标,统计得到电弧中药粉成分的分布范围;并利用Boltzmann图法计算TIG焊电弧的温度场分布,分析了熔滴过渡方式对电弧温度场分布的影响。研究结果表明,通过调整丝极间距,得到药芯焊丝TIG焊的三种典型的熔滴过渡方式:滴状过渡(2mm)、渣柱过渡(5mm)和搭桥过渡(7mm)。药粉中的活性元素K和Na等集中分布在熔池上方的电弧空间,且其分布受丝极间距的影响,丝极间距越小其分布越靠近钨极,容易造成对钨极的污染。不填丝TIG焊的电弧温度分布呈钟罩形,等温线关于钨极轴线近似对称分布;与不填丝TIG焊相比,药芯焊丝TIG焊的电弧温度场受熔滴过渡的影响发生了不同程度的扭曲,滴状过渡的电弧温度场扭曲严重,焊接过程中飞溅较大;相比于滴状过渡,渣柱过渡和搭桥过渡的电弧温度场扭曲程度较小且焊接过程稳定,适合该TIG焊方法的使用。
张玉凤[10](2017)在《钛—铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊组织与性能调控》文中研究表明针对异种金属对接熔钎焊中焊缝成形(尤其是焊缝背面成形)及其与界面性能不兼容的问题,本文首次提出/建立了 MIG/TIG双面双弧熔钎焊方法,并将其应用于钛-铝异种金属对接熔钎焊接。研究了对接熔钎焊接头的组织结构,重点分析了不同工艺参数下钎焊界面层组织结构与界面性能的关系;通过定义"成形效应系数"参量,对钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊焊缝成形进行了定量表征,并对接头力学性能进行了评价;通过焊缝成形与界面特性的兼容调控,获得了钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊最佳工艺参数。主要研究成果如下:建立了 MIG/TIG双面双弧熔钎焊接系统,实现了钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊的优质连接。采用正交试验方法分析了工艺参数对接头质量的影响,确定了影响接头质量的主控因素,依次为TIG电流、MIG/TIG纵向位置和焊接速度等。钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊接头中,钛合金侧钎焊界面微观组织(相组成与形态)取决于焊接热输入与焊接热源(MIG/TIG)重叠度:当焊接热输入较小或焊接热源重叠度较低时,钎焊界面高温停留时间较短,TiAl3优先于TiAl在钎焊界面处生成,钛合金侧钎焊界面只存在TiAl3金属间化合物;当焊接热输入较大或焊接热源重叠度较高时,钎焊界面高温停留时间较长,优先生成的TiAI3与Ti发生2Ti+TiAl3→3TiAl反应,钛合金侧钎焊界面存在TiAl与TiAl3两种金属间化合物;在组织形态方面,随焊接热输入或焊接热源重叠度的增加,钎焊界面反应层厚度增加,反应层形态由平整层状转变为锯齿状或棒状。钛合金侧钎焊界面微观组织在接头厚度方向上也存在显着差异:上部与下部钎焊界面距焊接热源较近,界面反应剧烈,Ti-Al金属间化合物层较厚,呈锯齿状或棒状,甚至有大量的金属间化合物进入铝合金侧焊缝区域;中部钎焊界面反应相对较弱,Ti-Al金属间化合物层较薄,呈平整层状或锯齿状。钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊接头中,钛合金侧钎焊界面性能受控于Ti-Al金属间化合物的形态与厚度:当钎焊界面层较薄且呈锯齿状时,钎焊界面结合强度高于铝合金侧焊缝强度,接头强度最高,断裂位于铝合金侧焊缝区域;当钎焊界面Ti-Al金属间化合物呈平整层状或呈锯齿状但化合物层较厚时,接头强度较低。首次提出并定义了"成形效应系数"的概念,实现了钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊焊缝成形对接头质量影响的定量表征。当焊接热输入较小或焊接热源重叠度较低时,焊缝背面受热不充分。当焊接热输入较大且焊接热源重叠度过高时,焊缝易出现下凹或下塌现象,此时成形效应系数小于4%,焊缝成形均较差。当焊接工艺参数适当时,成形效应系数大于4%,焊缝正反面成形较好。钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊接头质量取决于焊缝成形与界面性能,但焊接工艺参数对焊缝成形与界面性能的影响不兼容。通过焊缝成形与界面性能的兼容调控,获得了本研究条件下钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊最佳工艺参数:TIG电流80A-90A,MIG/TIG纵向位置-1mm,焊接速度15mm/s,TIG横向位置0mm-2mm,送丝速度9.5m/min-1 Om/min,MIG 电压 13V-14V,MIG 横向位置为-0.2mm-0mm。最佳工艺参数下,接头平均名义强度可达256.6MPa,断裂位于铝合金侧焊缝区域。
二、对称TIG焊焊接新工艺(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、对称TIG焊焊接新工艺(论文提纲范文)
(1)磁控电弧等离子体数值模拟及磁压缩机制(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的目的和意义 |
1.2 压缩电弧的机理 |
1.2.1 等离子弧压缩电弧的机理 |
1.2.2 改性非熔化极氩弧焊压缩电弧机理 |
1.2.3 电弧压缩机理研究现状 |
1.3 磁控TIG电弧行为的研究现状 |
1.3.1 不同类型磁场作用下的电弧行为 |
1.3.2 磁控电弧的研究方法 |
1.4 电弧数值模拟的研究现状 |
1.4.1 早期电弧的数值分析 |
1.4.2 自由电弧的数值模拟 |
1.4.3 非自由电弧的数值模拟 |
1.4.4 电弧数值模拟的发展方向 |
1.5 本文主要研究内容 |
第2章 磁控焊接实验系统的构建 |
2.1 磁控焊接系统的基本原理和组成 |
2.2 磁场发生装置 |
2.2.1 磁头的设计与安装 |
2.2.2 励磁设备 |
2.3 焊接系统 |
2.4 实验方案的确定 |
2.4.1 实验基本内容 |
2.4.2 实验材料及参数 |
2.4.3 等离子体的电弧信息特征 |
2.4.4 焊缝质量分析 |
2.5 本章小结 |
第3章 磁场调控TIG电弧的宏观特性 |
3.1 电弧形态研究 |
3.1.1 磁场类型对电弧形态的影响 |
3.1.2 磁感应强度对电弧形态的影响 |
3.1.3 磁场频率对电弧形态的影响 |
3.1.4 轴向磁场和尖角磁场的对比分析 |
3.2 磁场对电弧电特性的影响 |
3.2.1 磁感应强度对电弧伏安特性的影响 |
3.2.2 磁场频率对电弧伏安特性的影响 |
3.3 电弧压力的变化 |
3.3.1 磁场对电弧压力的影响 |
3.3.2 焊接电流波形对电弧压力的影响 |
3.4 磁场对电弧电流密度的影响 |
3.5 磁场对焊缝成形的影响 |
3.5.1 焊接接头表面质量 |
3.5.2 磁场频率对焊缝成形系数的影响 |
3.5.3 磁场作用下焊缝熔深变化的机理分析 |
3.6 本章小结 |
第4章 磁控电弧弧柱的导电机构及导电性 |
4.1 电弧弧柱径向导电区域的划分 |
4.1.1 电离导电区 |
4.1.2 复合导电区 |
4.1.3 能跃区 |
4.2 磁场对电弧弧柱各导电区域的影响 |
4.2.1 电弧弧柱各导电区域尺寸的变化 |
4.2.2 磁场对电弧导电性的影响 |
4.3 电弧的能量密度及其变化 |
4.4 本章小结 |
第5章 磁控电弧等离子体带电粒子的约束 |
5.1 研究的基本思路 |
5.2 电弧中带电粒子的受力及其运动轨迹 |
5.2.1 恒定磁场作用下带电粒子的受力及运动 |
5.2.2 交变磁场作用下带电粒子流的运动与电弧性能 |
5.3 外加轴向磁场的表述与模拟 |
5.3.1 外加轴向磁场的模拟 |
5.3.2 磁感应强度和分布测量 |
5.4 带电粒子运动模拟 |
5.4.1 初始条件 |
5.4.2 带电粒子的热运动 |
5.4.3 带电粒子在电场中的运动 |
5.4.4 带电粒子在电磁场中的运动 |
5.4.5 带电粒子运动轨迹的模拟结果 |
5.5 磁场对带电粒子的约束机理分析 |
5.5.1 传统TIG电弧中带电粒子的运动与电弧形态 |
5.5.2 低频轴向磁场作用下带电粒子的运动和电弧的形态 |
5.5.3 高频轴向磁场作用下带电粒子的运动和电弧的形态 |
5.5.4 外加轴向磁场改变电弧形态的机理 |
5.6 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
在学研究成果 |
致谢 |
(2)旋摆TIG-MIG复合热源电弧物理特性和焊缝成形的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.2 TIG-MIG复合焊研究现状 |
1.2.1 TIG-MIG复合焊接 |
1.2.2 TIG-MIG间接电弧焊接 |
1.2.3 TIG-MIG双面双弧焊接 |
1.3 其它复合热源研究现状 |
1.3.1 激光-电弧复合焊 |
1.3.2 等离子-MIG复合焊 |
1.3.3 超声波-电弧复合焊 |
1.4 本文研究内容 |
第二章 旋摆TIG-MIG复合热源焊接方法及实验设备 |
2.1 旋摆TIG-MIG复合热源焊接方法和基本原理 |
2.1.1 旋摆TIG-MIG复合热源焊接方法提出 |
2.1.2 旋摆TIG-MIG复合热源焊接基本原理 |
2.2 旋摆TIG-MIG复合热源焊实验设备 |
2.2.1 TIG焊炬的设计 |
2.2.2 旋摆TIG-MIG复合热源焊接系统的搭建 |
2.2.3 高速摄像采集系统 |
2.2.4 电流电压采集系统 |
2.3 焊接材料及分析方法 |
2.4 本章小结 |
第三章 旋摆TIG-MIG复合热源电弧物理特性 |
3.1 旋摆TIG-MIG复合热源电弧形态 |
3.2 焊接参数对旋摆TIG-MIG复合热源电弧的影响 |
3.2.1 MIG电压对旋摆TIG-MIG复合热源电弧的影响 |
3.2.2 TIG电流对旋摆TIG-MIG复合热源电弧的影响 |
3.2.3 间距对旋摆TIG-MIG复合热源电弧的影响 |
3.2.4 旋摆幅度对旋摆TIG-MIG复合热源电弧的影响 |
3.3 旋摆TIG-MIG复合热源电参数分析 |
3.4 旋摆TIG-MIG复合热源电弧稳定性分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 旋摆TIG-MIG复合热源熔滴过渡和焊缝成形规律 |
4.1 旋摆TIG-MIG复合热源电弧起弧 |
4.2 旋摆TIG-MIG复合热源熔滴过渡规律 |
4.2.1 间距对旋摆TIG-MIG复合热源熔滴过渡的影响 |
4.2.2 TIG电流对旋摆TIG-MIG复合热源熔滴过渡的影响 |
4.2.3 旋摆速度对旋摆TIG-MIG复合热源熔滴过渡的影响 |
4.2.4 旋摆幅度对旋摆TIG-MIG复合热源熔滴过渡的影响 |
4.3 TIG旋摆下的直流MIG-TIG和脉冲MIG-TIG的对比 |
4.4 旋摆TIG-MIG复合热源焊缝成形规律 |
4.4.1 MIG电流对旋摆TIG-MIG复合热源焊缝成形的影响 |
4.4.2 TIG电流对旋摆TIG-MIG复合热源焊缝成形的影响 |
4.4.3 旋摆速度对旋摆TIG-MIG复合热源焊缝成形的影响 |
4.4.4 间距对旋摆TIG-MIG复合热源焊缝成形的影响 |
4.4.5 焊接速度对旋摆TIG-MIG复合热源焊缝成形的影响 |
4.5 旋摆TIG-MIG复合热源在窄间隙中的应用 |
4.5.1 窄间隙中旋摆TIG电弧的影响 |
4.5.2 旋摆TIG-MIG复合热源窄间隙焊焊缝成形 |
4.5.3 讨论与展望 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间的研究成果 |
(3)填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪焊缝的信号处理研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.2 TIG焊研究现状 |
1.2.1 TIG焊方法研究现状 |
1.2.2 TIG焊电信号研究现状 |
1.3 旋转电弧传感器研究现状 |
1.3.1 旋转电弧传感器 |
1.3.2 旋转电弧传感器焊缝偏差识别方法 |
1.3.3 旋转电弧传感器焊缝跟踪技术 |
1.4 焊缝自动跟踪研究现状 |
1.4.1 焊缝自动跟踪传感器研究现状 |
1.4.2 焊缝自动跟踪信号处理研究现状 |
1.4.3 焊缝自动跟踪控制方法研究现状 |
1.5 本文的研究内容 |
1.6 本章小结 |
第2章 填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪系统 |
2.1 焊缝跟踪系统设计 |
2.1.1 焊缝跟踪系统组成 |
2.1.2 焊缝跟踪系统焊接流程 |
2.2 焊接系统 |
2.3 信号采集系统 |
2.3.1 采集系统硬件组成 |
2.3.2 信号采集流程 |
2.4 运动控制系统 |
2.4.1 运动控制系统硬件组成 |
2.4.2 运动控制流程 |
2.5 软件系统 |
2.6 系统融合 |
2.6.1 硬件系统的融合 |
2.6.2 软件系统的融合 |
2.7 本章小结 |
第3章 填丝旋转电弧TIG焊信号模型 |
3.1 旋转电弧焊接信号特征 |
3.1.1 V型焊缝电弧长度模型 |
3.1.2 旋转电弧焊接信号 |
3.2 旋转电弧TIG焊模型 |
3.3 填丝对焊接信号的影响 |
3.3.1 填丝方向对焊接信号的影响 |
3.3.2 填丝速度对焊缝的影响 |
3.3.3 填丝对旋转电弧TIG焊信号模型的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 填丝旋转电弧TIG焊信号处理 |
4.1 填丝旋转电弧TIG焊信号滤波 |
4.1.1 填丝旋转电弧TIG焊信号的分析 |
4.1.2 填丝旋转电弧TIG焊信号的滤波方法 |
4.1.3 填丝旋转电弧TIG焊信号滤波流程 |
4.2 旋转电弧传感器焊缝偏差模型 |
4.3 旋填丝转电弧TIG焊偏差识别方法 |
4.3.1 水平方向偏差识别 |
4.3.2 竖直方向偏差识别 |
4.3.3 偏差识别矫正 |
4.3.4 光耦初始安装角度测量 |
4.4 本章小结 |
第5章 焊缝跟踪控制方法与实验 |
5.1 焊缝跟踪运动控制算法 |
5.1.1 运动控制方法 |
5.1.2 运动控制器设计 |
5.2 基于十字滑块的焊缝跟踪方法 |
5.2.1 十字滑块运动模型 |
5.2.2 步进电机运动模式 |
5.2.3 十字滑块跟踪焊缝运动方法 |
5.3 参数整定 |
5.3.1 旋转电弧传感器光耦安装角度 |
5.3.2 运动控制器参数整定 |
5.4 焊缝跟踪实验 |
5.4.1 实验设计 |
5.4.2 实验结果分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(4)K-TIG焊接小孔行为及接头组织与性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 中厚板焊接的国内外研究现状 |
1.2.1 传统的TIG焊接技术 |
1.2.2 深熔焊接技术 |
1.3 焊接过程中小孔动态行为的研究现状 |
1.4 双相不锈钢焊接研究现状 |
1.4.1 双相不锈钢的发展与应用 |
1.4.2 双相不锈钢的组织特征 |
1.4.3 双相不锈钢的焊接性研究 |
1.4.4 双相不锈钢腐蚀性能的研究 |
1.5 钛合金焊接研究现状 |
1.5.1 钛合金的发展及应用 |
1.5.2 TC4 钛合金的焊接性研究 |
1.6 课题来源 |
1.7 研究问题的提出与研究内容 |
第二章 试验材料及方法 |
2.1 焊接试验平台的设计 |
2.1.1 K-TIG焊接系统 |
2.1.2 被动视觉传感系统 |
2.2 试验材料及试验方案 |
2.2.1 S32101 双相不锈钢 |
2.2.2 TC4 钛合金 |
2.2.3 试验方案 |
2.3 小孔行为的研究方案 |
2.3.1 小孔出口图像的采集 |
2.3.2 小孔出口的特征提取 |
2.3.3 小孔出口特征参数的定义与计算 |
2.4 焊接接头微观组织的表征方法 |
2.4.1 光学显微镜分析 |
2.4.2 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
2.4.3 EBSD测试分析 |
2.4.4 X射线衍射物相分析 |
2.4.5 EDS能谱分析 |
2.5 K-TIG焊接接头性能测试 |
2.5.1 焊缝的X射线无损检测 |
2.5.2 K-TIG焊接接头力学性能测试 |
2.5.3 K-TIG焊接接头耐晶间腐蚀性能测试 |
2.6 本章小结 |
第三章 小孔动态行为与焊缝形貌的研究 |
3.1 焊接过程中小孔的动态变化 |
3.1.1 焊接速度的影响 |
3.1.2 焊接电流的影响 |
3.2 小孔出口的特征参数 |
3.2.1 焊接速度对小孔出口特征参数的影响 |
3.2.2 焊接电流对小孔出口特征参数的影响 |
3.3 焊缝形貌 |
3.3.1 焊接速度对焊缝形貌的影响 |
3.3.2 焊接电流对焊缝形貌的影响 |
3.4 小孔出口的特征参数与焊缝形貌之间的关系 |
3.5 本章小结 |
第四章 S32101 双相不锈钢K-TIG平板焊接接头组织及力学性能的研究 |
4.1 S32101 双相不锈钢K-TIG平板焊接接头微观组织的表征 |
4.1.1 平板焊接接头的显微组织 |
4.1.2 平板焊接接头各区域中的织构分析 |
4.1.3 平板焊接接头各区域中的晶界分析 |
4.1.4 平板焊接接头各区域中的相界分析 |
4.2 平板焊接接头的力学性能 |
4.2.1 显微硬度测试及分析 |
4.2.2 拉伸性能测试及断口分析 |
4.2.3 冲击性能测试及分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 热输入对双相不锈钢K-TIG对接焊接接头组织与性能的影响 |
5.1 双相不锈钢K-TIG对接焊缝的形貌 |
5.2 热输入对双相不锈钢K-TIG对接焊接接头微观组织的影响 |
5.2.1 显微组织及奥氏体的含量 |
5.2.2 氮化铬析出量及分布特征 |
5.2.3 晶界取向差角度 |
5.2.4 铁素体和奥氏体的相界 |
5.3 热输入对双相不锈钢K-TIG对接焊接接头力学性能的影响 |
5.3.1 显微硬度测试及分析 |
5.3.2 拉伸性能测试及分析 |
5.3.3 弯曲性能测试及分析 |
5.3.4 冲击性能测试及断口分析 |
5.4 热输入对双相不锈钢K-TIG对接焊接接头耐晶间腐蚀性能的影响 |
5.4.1 热影响区的耐晶间腐蚀性能 |
5.4.2 焊缝金属区的耐晶间腐蚀性能 |
5.4.3 Σ3 CSL晶界、氮化铬与耐晶间腐蚀性能之间的关系 |
5.5 本章小结 |
第六章 TC4 钛合金K-TIG对接焊接接头组织与性能的研究 |
6.1 焊接电流对TC4 钛合金K-TIG对接焊缝形貌的影响 |
6.2 不同焊接电流条件下TC4 钛合金K-TIG焊缝金属区的力学性能 |
6.2.1 拉伸性能测试及分析 |
6.2.2 冲击性能测试及断口分析 |
6.3 TC4 钛合金K-TIG对接焊接接头的微观组织表征 |
6.3.1 对接焊接接头的显微组织 |
6.3.2 对接焊接接头的EDS能谱分析 |
6.3.3 焊缝金属区的X射线衍射物相分析 |
6.3.4 对接焊接接头的织构分析 |
6.3.5 对接焊接接头的晶界分析 |
6.4 本章小结 |
结论与展望 |
1 结论 |
2 创新点 |
3 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(5)6061铝合金TIG-CMT复合焊接成形机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 CMT冷金属过渡焊接技术 |
1.2.1 CMT工艺研究现状 |
1.2.2 CMT的数值模拟研究现状 |
1.3 复合焊相关研究现状 |
1.3.1 激光电弧复合焊接 |
1.3.2 TIG-MIG复合焊 |
1.4 本课题主要研究目的及内容 |
第2章 试验材料、设备与方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 试验设备 |
2.3 数据采集系统 |
2.3.1 高速摄像系统 |
2.3.2 电信号采集系统 |
2.4 接头微观组织分析 |
2.4.1 接头金相组织观察 |
2.4.2 接头中相的观察与测试 |
2.4.3 接头中析出相的检测 |
2.4.4 接头断口分析 |
2.5 接头力学性能测试 |
2.5.1 接头硬度测试 |
2.5.2 接头拉伸测试 |
2.5.3 堆焊耐磨性测试 |
2.5.4 接头纳米压痕测试 |
2.6 堆焊耐腐蚀性测试 |
2.7 红外热像仪试验 |
2.8 本章小结 |
第3章 TIG-CMT复合焊接的稳定性研究 |
3.1 直流CMT焊工艺特点 |
3.1.1 直流CMT的稳定短路过渡 |
3.1.2 直流CMT稳定短路过渡范围 |
3.2 交流TIG焊工艺特点 |
3.3 试验参数设定 |
3.4 TIG-CMT复合焊电弧物理特性 |
3.4.1 TIG电流对TIG-CMT电弧形态的影响 |
3.4.2 CMT电流对TIG-CMT电弧形态的影响 |
3.4.3 焊丝与钨极间的距离对TIG-CMT电弧形态的影响 |
3.4.4 TIG焊枪角度对TIG-CMT电弧形态的影响 |
3.5 TIG-CMT复合焊熔滴过渡及焊缝成形 |
3.5.1 TIG电流对TIG-CMT熔滴过渡的影响 |
3.5.2 CMT电流对TIG-CMT熔滴过渡的影响 |
3.5.3 焊丝与钨极间的距离对TIG-CMT熔滴过渡的影响 |
3.5.4 TIG焊枪角度对TIG-CMT熔滴过渡的影响 |
3.5.5 TIG-CMT复合焊熔滴受力分析 |
3.5.6 不同参数下的TIG-CMT复合焊缝宏观成形 |
3.6 TIG-CMT复合焊接稳定性 |
3.7 本章小结 |
第4章 TIG-CMT复合焊温度场模拟 |
4.1 焊接温度场理论 |
4.1.1 传热学理论 |
4.1.2 温度场控制方程 |
4.1.3 焊接热源的选择 |
4.2 TIG-CMT复合焊温度场模型的建立 |
4.2.1 基本假设 |
4.2.2 ABAQUS分析步骤 |
4.3 TIG-CMT复合焊温度场 |
4.3.1 复合焊与CMT、TIG焊对比 |
4.3.2 TIG-CMT复合焊的温度场分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 铝合金TIG-CMT对接试验研究 |
5.1 对接工艺、组织及性能 |
5.1.1 试验方法及参数选择 |
5.1.2 接头对比 |
5.1.3 焊接参数对焊缝成形的影响 |
5.1.4 焊接参数对微观组织的影响 |
5.1.5 焊接参数对力学性能的影响 |
5.2 对接接头的非均质性 |
5.2.1 成分与析出相 |
5.2.2 析出相的种类与转变 |
5.2.3 接头各部分的晶粒取向 |
5.2.4 纳米压痕测试 |
5.2.5 接头组织-性能关系 |
5.3 本章小结 |
第6章 铝合金TIG-CMT堆焊试验研究 |
6.1 单道堆焊试验 |
6.1.1 试验方法及参数选择 |
6.1.2 TIG电弧的作用 |
6.1.3 CMT与复合焊的对比 |
6.1.4 焊接参数对宏观成形的影响 |
6.1.5 接头微观组织分析 |
6.1.6 接头硬度分析 |
6.2 焊接参数优化 |
6.2.1 正交试验设计 |
6.2.2 正交试验结果分析 |
6.3 多道堆焊试验 |
6.3.1 参数设定 |
6.3.2 宏观形貌 |
6.3.3 微观组织 |
6.3.4 硬度 |
6.3.5 耐磨性 |
6.3.6 极化曲线测试 |
6.4 本章小结 |
第7章 结论 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(6)基于窄间隙TIG旋转电弧的9%Ni钢自动立焊技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 引言 |
1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
1.2 9%Ni钢焊接性的研究现状及分析 |
1.3 窄间隙焊接技术国内外研究现状及分析 |
1.3.1 窄间隙TIG焊 |
1.3.2 窄间隙GMA焊 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第二章 窄间隙TIG旋转电弧焊接新工艺的研发 |
2.1 窄间隙TIG旋转电弧焊接新工艺原理 |
2.2 新型窄间隙TIG旋转电弧焊枪的设计 |
2.2.1 窄间隙TIG焊枪设计要求 |
2.2.2 窄间隙TIG焊枪结构分析 |
2.3 新型焊枪气保护优化 |
2.4 自动化焊接系统的设计及搭建 |
2.5 本章小结 |
第三章 不同焊接参数对电弧形态的影响规律 |
3.1 焊接信号采集系统的搭建及对焊接过程的分析 |
3.2 不同钨极尖端角度对电弧形态的影响 |
3.3 不同焊接电流对电弧形态的影响 |
3.4 不同旋转速度对电弧形态的影响 |
3.5 本章小结 |
第四章 16mm厚SHT490钢的焊接工艺研究 |
4.1 实验材料及实验方法 |
4.2 不同焊接电流对焊缝表面成形与侧壁熔合的影响 |
4.3 16mm厚SHT490钢焊接参数设计及实验结果 |
4.4 16mm厚SHT490钢焊缝组织分析 |
4.4.1 焊接接头横截面宏观形貌 |
4.4.2 焊接接头显微组织分析 |
4.5 16mm厚SHT490钢焊缝性能分析 |
4.5.1 显微硬度测试 |
4.5.2 拉伸试验 |
4.5.3 弯曲试验 |
4.6 本章小结 |
第五章 24mm厚9%Ni钢的焊接工艺研究 |
5.1 实验材料及实验方法 |
5.2 不同焊接电流对焊缝表面成形与侧壁熔合的影响 |
5.3 24mm厚9%Ni钢焊接参数设计及实验结果 |
5.4 24mm厚9%Ni钢焊缝组织分析 |
5.4.1 焊接接头横截面宏观形貌 |
5.4.2 焊接接头显微组织分析 |
5.5 24mm厚9%Ni钢焊缝性能分析 |
5.5.1 显微硬度测试 |
5.5.2 拉伸试验 |
5.5.3 弯曲试验 |
5.6 本章小结 |
第六章 窄间隙TIG旋转电弧立焊技术研究 |
6.1 实验材料和实验设备 |
6.2 填丝方式及其稳定性研究 |
6.3 不同焊接电流对立焊工艺的影响 |
6.4 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
攻读硕士学位期间获得的荣誉奖励 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(7)2219铝合金直流正接A-TIG焊机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 2219 铝合金焊接技术研究现状 |
1.2.1 推进剂贮箱结构材料发展与应用 |
1.2.2 2219 铝合金TIG焊的研究进展 |
1.3 A-TIG焊的研究现状 |
1.3.1 国外A-TIG焊的研究进展 |
1.3.2 国内A-TIG焊的研究进展 |
1.3.3 活性剂增加熔深机理的研究现状 |
1.4 氧化膜去除机理的研究进展 |
1.5 本课题的主要研究内容 |
第2章 试验材料、设备及方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 焊接试验设备及研究方法 |
2.2.1 直流正接活性TIG焊设备及工艺试验 |
2.2.2 高速摄影及监测 |
2.2.3 焊接温度场测量 |
2.2.4 阳极氧化膜制备及装置 |
2.2.5 熔池流动状态工艺试验 |
2.3 试验分析测试方法 |
2.3.1 微观组织结构分析 |
2.3.2 接头力学性能测试 |
2.3.3 接头腐蚀性能测试 |
2.4 本章小结 |
第3章 2219铝合金直流正接A-TIG焊活性剂的设计及优化 |
3.1 引言 |
3.2 单组元活性剂的直流正接A-TIG焊接试验 |
3.2.1 单组元活性剂对直流正接A-TIG焊缝表面成形的影响 |
3.2.2 单组元活性剂对直流正接A-TIG焊缝内部质量的影响 |
3.2.3 单组元活性剂对焊缝熔深的影响 |
3.3 混合组元活性剂的成分设计 |
3.3.1 活性剂成分的混料均匀设计 |
3.3.2 混合组元活性剂的回归分析和成分优化 |
3.4 本章小结 |
第4章 活性剂去除铝合金表面氧化膜及抑制焊缝内部气孔的机理 |
4.1 引言 |
4.2 活性剂去除2219铝合金表面氧化膜的研究 |
4.2.1 活性剂去除2219铝合金表面阳极氧化膜的研究 |
4.2.2 活性剂去除铝合金表面氧化膜的机理 |
4.3 活性剂抑制TIG焊缝内部气孔的研究 |
4.3.1 2219 铝合金TIG焊缝内部气孔缺陷的分析 |
4.3.2 活性剂抑制2219铝合金TIG焊缝内部气孔的机理 |
4.4 本章小结 |
第5章 活性剂增加2219铝合金直流正接A-TIG焊缝熔深的机理 |
5.1 引言 |
5.2 2219 铝合金直流正接A-TIG焊活性剂与电弧相互作用的研究 |
5.2.1 焊接工艺参数对焊缝熔深和熔宽的影响 |
5.2.2 活性剂对焊接电弧形态的影响 |
5.3 2219 铝合金直流正接A-TIG焊活性剂与熔池相互作用的研究 |
5.3.1 活性剂作用下的焊道偏移试验 |
5.3.2 活性剂对焊缝熔池流动性的影响 |
5.3.3 活性剂对焊缝熔池元素的影响 |
5.4 活性剂增加直流正接A-TIG焊缝熔深的机理 |
5.5 本章小结 |
第6章 2219铝合金直流正接A-TIG焊接工艺研究 |
6.1 引言 |
6.2 2219 铝合金直流正接A-TIG焊与变极性TIG焊的对比研究 |
6.2.1 2219 铝合金TIG焊接头成形 |
6.2.2 2219 铝合金TIG焊接头金相组织 |
6.2.3 2219 铝合金TIG焊接头力学性能 |
6.2.4 2219 铝合金TIG焊接头腐蚀性能 |
6.3 直流正接A-TIG焊接头的力学性能 |
6.3.1 活性剂浓度对接头性能的影响 |
6.3.2 表面清理工艺对接头性能的影响 |
6.3.3 焊接工艺参数对接头性能的影响 |
6.4 直流正接A-TIG焊接头的微观组织 |
6.4.1 母材区微观组织分析 |
6.4.2 焊缝区微观组织分析 |
6.4.3 热影响区微观组织分析 |
6.5 本章小结 |
结论 |
本论文的主要创新点 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文 |
致谢 |
(8)双面同轴TIG焊工艺与双弧影响机制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 单电源型双面弧焊工艺的研究现状 |
1.2.1 PAW-TIG |
1.2.2 TIG-TIG |
1.3 双电源型双面弧焊工艺的研究现状 |
1.3.1 TIG-MIG |
1.3.2 TIG-TIG |
1.3.3 MAG-MAG |
1.3.4 激光-TIG |
1.4 双面弧焊技术的应用现状 |
1.5 复合弧焊方法的研究现状 |
1.6 当前研究存在的问题 |
1.7 课题研究内容和总体方案 |
1.7.1 研究内容 |
1.7.2 总体研究方案 |
2 双面同轴TIG焊系统构建与工艺特性分析 |
2.1 试验材料、系统与流程 |
2.1.1 试验材料 |
2.1.2 双面同轴TIG焊系统 |
2.1.3 双面同轴TIG焊控制模块 |
2.1.4 电弧与熔池视觉传感模块 |
2.1.5 试验流程 |
2.1.6 微观组织表征 |
2.1.7 力学性能检测 |
2.2 铝合金双面同轴TIG焊工艺特性 |
2.2.1 焊接接头形貌特征 |
2.2.2 接头几何特征参数定义 |
2.2.3 工艺参数对焊缝成形的影响规律 |
2.2.4 热量分配对接头形貌的影响规律 |
2.2.5 优化工艺参数 |
2.3 高氮钢双面同轴TIG焊工艺特性 |
2.3.1 纯氩保护高氮钢焊接工艺试验 |
2.3.2 氮氩二元保护高氮钢焊接工艺试验 |
2.3.3 氮气对电弧电压的影响规律 |
2.3.4 保护气中氮气比例对焊缝成形的影响 |
2.4 双面同轴TIG焊变形与缺陷分析 |
2.4.1 焊接变形分析 |
2.4.2 气孔问题分析 |
2.4.3 驼峰问题分析 |
2.5 本章小结 |
3 双面同轴TIG焊熔透模式和电弧、熔池行为研究 |
3.1 双面同轴TIG焊焊缝成形特征 |
3.1.1 铝合金成形特征 |
3.1.2 高氮钢成形特征 |
3.2 双面同轴TIG焊熔透模式 |
3.2.1 双面同轴TIG熔入焊“公共熔池”形成机理 |
3.2.2 双面同轴TIG焊熔池穿孔机制 |
3.2.3 “小孔”不稳定的力学原因 |
3.2.4 双面同轴TIG焊熔透模式的转化与控制 |
3.3 双面同轴TIG焊电弧形态基本特征 |
3.3.1 铝合金电弧形态特征 |
3.3.2 高氮钢电弧形态特征 |
3.4 影响电弧形态和熔池行为的主要因素 |
3.4.1 液态金属物性参数对熔池行为的影响规律 |
3.4.2 电流形式对电弧和熔池行为的影响规律 |
3.4.3 保护气成分对电弧形态的影响规律 |
3.5 本章小结 |
4 双面同轴TIG焊熔池力学行为分析 |
4.1 双面同轴TIG焊熔池力学模型分析 |
4.1.1 双面同轴TIG立焊熔池受力分析 |
4.1.2 双面同轴TIG平-仰焊熔池受力分析 |
4.1.3 双面同轴TIG横焊熔池受力分析 |
4.1.4 不同焊接位置的成形质量分析 |
4.2 双面同轴TIG焊电弧力变化规律 |
4.2.1 双面同轴TIG焊电弧力定量分析 |
4.2.2 铝合金双面同轴焊电弧力变化规律 |
4.2.3 高氮钢双面同轴焊电弧力变化规律 |
4.2.4 两种材料焊接电弧力对比 |
4.3 双面同轴TIG焊熔池内部金属流动行为分析 |
4.4 本章小结 |
5 双面同轴TIG焊热量传输特性研究 |
5.1 双面同轴TIG焊温度场数值模拟 |
5.1.1 有限元模型的建立 |
5.1.2 铝合金温度场模拟 |
5.1.3 高氮钢温度场模拟 |
5.2 能量利用率分析 |
5.2.1 熔化效率的定义 |
5.2.2 双面同轴TIG立焊熔化效率 |
5.2.3 双面同轴TIG平-仰焊熔化效率 |
5.3 双面同轴TIG焊传热机理 |
5.3.1 热量集聚效应 |
5.3.2 热量增益效应 |
5.3.3 温度场叠加原理 |
5.4 本章小结 |
6 双面同轴TIG焊接头微观组织与力学性能分析 |
6.1 铝合金双面同轴TIG立焊接头微观组织与力学性能 |
6.1.1 铝-镁合金相图 |
6.1.2 微观组织 |
6.1.3 接头成分分析 |
6.1.4 接头力学性能 |
6.2 铝合金双面同轴TIG平-仰焊接头力学性能 |
6.2.1 拉伸性能 |
6.2.2 显微硬度分布规律 |
6.3 高氮钢双面同轴TIG立焊接头微观组织与力学性能 |
6.3.1 纯氩保护下高氮钢接头含氮量与拉伸性能 |
6.3.2 焊缝含氮量变化规律 |
6.3.3 微观组织与物相分析 |
6.3.4 氮气比例对接头硬度的影响 |
6.4 本章小结 |
7 结论与创新点 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(9)药芯焊丝TIG焊电弧特性的光谱分析(论文提纲范文)
引言 |
1 实验部分 |
1.1 方法 |
1.2 活性元素分布 |
2.3 Boltzmann图法 |
2 结果与讨论 |
2.1 电弧气氛活性元素分布 |
2.2 电弧温度场分析 |
3 结论 |
(10)钛—铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊组织与性能调控(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
2 绪论 |
2.1 钛-铝异种金属的焊接性 |
2.2 钛-铝异种金属连接技术 |
2.2.1 钎焊 |
2.2.2 固相焊 |
2.2.3 熔化焊 |
2.3 钛-铝异种金属熔钎焊技术研究现状 |
2.3.1 激光熔钎焊 |
2.3.2 电子束熔钎焊 |
2.3.3 电弧熔钎焊 |
2.4 双面双弧焊技术 |
2.4.1 双面双弧非对称焊 |
2.4.2 双面双弧对称焊 |
2.5 课题背景与意义 |
2.6 主要研究内容 |
2.7 创新点 |
3 试验材料与方法 |
3.1 试验材料 |
3.1.1 母材 |
3.1.2 填充材料 |
3.2 试验方法 |
3.3 组织与性能分析测试方法 |
3.3.1 微观组织分析方法 |
3.3.2 力学性能检测方法 |
4 钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊方法的建立 |
4.1 概述 |
4.2 MIG/TIG双面双弧焊接系统 |
4.3 钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊主控因素 |
4.4 本章小结 |
5 钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊接头组织结构 |
5.1 概述 |
5.2 典型接头微观组织结构 |
5.2.1 铝合金侧微观组织 |
5.2.2 钎焊界面微观组织 |
5.3 主控因素对钎焊界面组织结构的影响 |
5.3.1 TIG电流对钎焊界面组织结构的影响 |
5.3.2 MIG/TIG纵向位置对钎焊界面组织结构的影响 |
5.3.3 焊接速度对钎焊界面组织结构的影响 |
5.4 其它工艺参数对钎焊界面组织结构的影响 |
5.4.1 TIG横向位置对钎焊界面组织结构的影响 |
5.4.2 送丝速度对钎焊界面组织结构的影响 |
5.4.3 MIG电压对钎焊界面组织结构的影响 |
5.4.4 MIG横向位置对钎焊界面组织结构的影响 |
5.4.5 焊接方法对钎焊界面组织结构的影响 |
5.5 本章小结 |
6 钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊界面性能 |
6.1 概述 |
6.2 界面性能的表征 |
6.3 主控因素对界面性能的影响 |
6.3.1 TIG电流对界面性能的影响 |
6.3.2 MIG/TIG纵向位置对界面性能的影响 |
6.3.3 焊接速度对界面性能的影响 |
6.4 其它工艺参数对界面性能的影响 |
6.4.1 TIG横向位置对界面性能的影响 |
6.4.2 送丝速度对界面性能的影响 |
6.4.3 MIG电压对界面性能的影响 |
6.4.4 MIG横向位置对界面性能的影响 |
6.4.5 焊接方法对界面性能的影响 |
6.5 本章小结 |
7 钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊焊缝成形 |
7.1 概述 |
7.2 焊缝成形的表征 |
7.3 主控因素对焊缝成形的影响 |
7.3.1 TIG电流对焊缝成形的影响 |
7.3.2 MIG/TIG纵向位置对焊缝成形的影响 |
7.3.3 焊接速度对焊缝成形的影响 |
7.4 其它工艺参数对焊缝成形的影响 |
7.4.1 TIG横向位置对焊缝成形的影响 |
7.4.2 送丝速度对焊缝成形的影响 |
7.4.3 MIG电压对焊缝成形的影响 |
7.4.4 MIG横向位置对焊缝成形的影响 |
7.4.5 焊接方法对焊缝成形的影响 |
7.5 本章小结 |
8 钛-铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊焊缝成形与界面性能的兼容调控 |
8.1 概述 |
8.2 基于主控因素的焊缝成形与界面性能的兼容调控 |
8.3 其它工芝参数下的焊缝成形与界面性能的兼容调控 |
8.4 钛-铅异种金属MIG/TIG双面双弧对接巧巧焊接头斩裂行为 |
8.5 本章小结 |
9 结论 |
参考文献 |
作者简历及在学研究成果 |
学位论文数据集 |
四、对称TIG焊焊接新工艺(论文参考文献)
- [1]磁控电弧等离子体数值模拟及磁压缩机制[D]. 吴弘. 沈阳工业大学, 2021(02)
- [2]旋摆TIG-MIG复合热源电弧物理特性和焊缝成形的研究[D]. 黄俊. 江西理工大学, 2020
- [3]填丝旋转电弧TIG焊自动跟踪焊缝的信号处理研究[D]. 艾十雄. 南昌大学, 2019(02)
- [4]K-TIG焊接小孔行为及接头组织与性能的研究[D]. 崔书婉. 华南理工大学, 2019
- [5]6061铝合金TIG-CMT复合焊接成形机理研究[D]. 梁瑛. 天津大学, 2018(06)
- [6]基于窄间隙TIG旋转电弧的9%Ni钢自动立焊技术研究[D]. 闫强强. 山东大学, 2018(01)
- [7]2219铝合金直流正接A-TIG焊机理研究[D]. 栗慧. 江苏科技大学, 2018(10)
- [8]双面同轴TIG焊工艺与双弧影响机制研究[D]. 强伟. 南京理工大学, 2018(07)
- [9]药芯焊丝TIG焊电弧特性的光谱分析[J]. 刘莹,杨立军,何天玺,翟勇磊,刘桐. 光谱学与光谱分析, 2017(07)
- [10]钛—铝异种金属MIG/TIG双面双弧对接熔钎焊组织与性能调控[D]. 张玉凤. 北京科技大学, 2017(08)