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焊接
焊接

朱琦

月刊

1001-1382

hjbjb@126.com

0451-86325919；86353779

150028

哈尔滨市松北区创新路2077号

焊接/Journal Welding & Joining北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是融学术、技术、商业信息于一体，面向焊接及其相关领域的技术人员、大专院校师生、经营管理人员、技术领导干部。
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    825镍基高温合金凝固裂纹敏感性评测

    白睿夏春智郑淮北张洪涛...
    1-7页
    查看更多>>摘要：[目的]凝固裂纹敏感性是目前国产镍基 825 合金工程化应用关注的重点技术问题.[方法]采用横向位移凝固裂纹试验(TMW裂纹试验)以及相图计算方法对 2 种不同成分的镍基 825 合金的凝固裂纹倾向进行研究.并利用光学显微镜及扫描电镜对焊接接头凝固裂纹的断口形貌及显微组织进行分析,使用热力学相图软件Pandat,采用Scheil凝固模型计算两种合金的T-(fs)1/2 凝固曲线及凝固裂纹敏感指数.[结果]研究结果表明,镍基 825 B合金表现出比镍基 825 A合金更高的凝固裂纹敏感性,镍基 825 A合金的凝固裂纹敏感指数为 3 452℃,而镍基 825 B合金的凝固裂纹敏感指数为 4 074℃.[结论]825 B合金的凝固裂纹敏感性计算结果高于 825 A合金,与TMW测试结果吻合,表现出更高的凝固裂纹敏感性.

    825镍基合金凝固裂纹敏感性评测TMW裂纹试验Scheil凝固模型

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    激光清洗改性对Kovar/CFRP搭焊接头力学性能的影响

    胡文祥王丹李鑫炎张帅...
    8-16页
    查看更多>>摘要：[目的]实现Kovar合金与CFRP之间的有效连接是解决航空航天器件重量问题的重要手段之一.[方法]将采用纳秒脉冲激光对Kovar合金表面进行激光改性,再利用焊接热传导工艺实现Kovar合金与CFRP之间的搭接,借助激光共聚焦、金相显微镜和扫描电子显微镜对改性材料表面,搭焊界面组织以及合金侧断口进行表征与分析,阐明其对搭焊接头剪切拉伸力的影响.[结果]当脉冲激光扫描速度较低为500 mm/s时,Kovar合金表面粗糙度最高可达14.2 μm,明显高于未改性时的8.8 μm;进一步增加激光扫描速度至 1 000 mm/s和 2 000 mm/s时,Kovar合金表面粗糙度分别降低到 12.6 μm和 10.2 μm.改性后合金材料表面烧蚀明显,并分布大量沟壑状烧蚀凹坑.未改性时,Kovar合金与CFRP搭焊接头平均剪切拉伸力仅为 450 N左右;当激光扫描速度为 500 mm/s或 1 000 mm/s时,接头拉伸剪切力最高可达 1 100 N,是未激光清洗改性时的近 2.5 倍;当扫描速率为 2 000 mm/s时,接头剪切拉伸力则有所下降,但仍明显高于未改性时的焊接接头性能.激光改性后,Kovar合金与CFRP搭焊接头剪切拉伸力明显提升.另外,断口结果也显示,Kovar合金一侧凹坑处分布有大量填充的树脂及部分碳纤维.[结论]深而宽的烧蚀凹坑,不但有助于搭焊界面CFRP侧熔融树脂的填充,还有助于碳纤维的填充,可促进接头界面形成机互锁结构,从而明显提高Kovar/CFRP搭焊接头剪切拉伸力.

    激光改性搭焊接头界面形貌机械咬合剪切拉伸力

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    SA508-Ⅲ钢窄间隙埋弧焊焊后热处理残余应力分析

    张雪姣蒋化南张颖何毅...
    17-24,31页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在更好地了解焊后热处理工艺对SA508-Ⅲ钢大型核电压力容器残余应力的影响.[方法]制备了SA508-Ⅲ钢焊接试件,并依据ASME标准执行不同规格的焊后热处理工艺.采用盲孔法分别测量了焊态及不同规格焊后热处理态下焊接试件上下表面的残余应力分布;同时,基于ABAQUS软件,对焊接试件的焊接及焊后热处理过程的应力演变进行了数值模拟,考查了蠕变对焊后热处理残余应力的影响,并研究了焊后热处理时间对残余应力释放程度的影响.[结果]结果表明,在620℃的焊后热处理温度下,材料的蠕变效应对残余应力的释放起着非常重要的作用,考虑蠕变的焊后热处理模型得到的残余应力分布与实测值更为接近.模拟结果显示,焊后热处理时间为 1h,6h和 40h时,焊缝的横向残余应力值峰值分别为 200 MPa,65 MPa,50 MPa.[结论]随着焊后热处理时间的延长,焊缝应力水平持续下降,且在焊后热处理 6h内下降最为显著,为焊后热处理工艺的优化提供了依据.

    窄间隙埋弧焊SA508-Ⅲ钢蠕变焊后热处理残余应力

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    基于电信号复合多尺度熵的CMT焊缝熔宽分类识别

    马涛岳晨凯谭夏新黄勇...
    25-31页
    查看更多>>摘要：[目的]焊接电信号复杂性的定量表征是监测和评估焊接质量的重要方法,近似熵、样本熵仅能从单一尺度刻画焊接电信号的复杂性,无法表征电信号在多尺度上的复杂性.[方法]该文引入复合多尺度熵(Refined composite multiscale entropy,RCMSE)刻画电信号在多尺度上的复杂性,结合特征评价和支持向量机模式识别模型,提出了一种基于复合多尺度熵与支持向量机的熔宽分类识别方法.首先,将电流信号进行数据归一化,利用RCMSE提取信号多尺度复杂性特征;然后,利用特征评价方法——序列前向选择(Sequential forward selection,SFS)评估RCMSE中每个尺度的熵值对熔宽的可分性,筛选出关联度最高的熵值,构成特征向量;最后,将特征向量输入到支持向量机(Support vector machine,SVM)的熔宽多分类器中进行训练和识别.[结果]将RCMSE应用于电弧电流信号复杂性特征提取,采用序列前向特征选择对RCMSE特征值进行选择,结合SVM提出了一种焊缝熔宽分类方法.应用于堆焊试验数据分析,预测准确率可达 94.4%.[结论]RCMSE能够有效地提取电信号的多尺度复杂性特征,获得较高的焊缝熔宽分类识别率,为度量熔焊过程电流信号的多尺度复杂性提供了一种方法.

    复合多尺度熵序列前向选择焊接焊缝熔宽分类

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    基于IRSM的7075铝合金焊接接头抗拉强度可靠性优化设计

    陈晓闫成旗代俊辉
    32-41页
    查看更多>>摘要：[目的]为提升 7075 铝合金焊接接头抗拉强度可靠性,提出一种基于IRSM的 7075 铝合金焊接接头抗拉强度可靠性优化设计方法.[方法]首先,基于有限元理论及焊接试验平台,分别分析主轴力对焊接温度及接头抗拉强度的影响;其次,依据仿真及试验数据,初步构建焊接接头温度及抗拉强度响应面模型,进而构建焊接接头响应面优化模型,利用优化算法重构焊接接头改进响应面模型(Improved response surface model,IRSM),在此基础上,依据接头最优试验样本数据及可靠性优化原理,构建焊接接头可靠性优化模型,利用多目标优化算法及三向主轴力最小化原则完成Pareto最优解筛选;最后,以 7075 铝合金焊接板材为研究对象,对其开展抗拉强度可靠性优化研究.[结果]研究结果表明,当焊接参数为 1 500 r/min,140 mm/min时,接头抗拉强度达到最佳的 406.5 MPa;经优化后,接头抗拉强度可靠度达到 97.5%,同时最大焊接温度下降至 302.5℃.[结论]该结论可为 7075 铝合金焊接接头质量提升提供参考价值.

    7075铝合金抗拉强度可靠性优化设计响应面

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    基于卡尔曼滤波的TIG焊弧长控制

    刘攀王辉荣佑民王璐...
    42-47页
    查看更多>>摘要：[目的]TIG(Tungsten inert gas)焊过程存在钨极磨损、热变形等因素干扰,导致焊接过程焊接高度发生变化;同时前道工序焊件下料尺寸存在误差,造成焊接表面不平整,上述因素导致焊接过程中电弧长度极易发生变化,严重影响焊接质量.[方法]为了提高焊接稳定性,文中采用弧压传感方法采集弧长信息,考虑TIG焊峰值-基值交替提出TIG焊弧压预处理方法,开展弧压-弧长采集试验,确定弧压-弧长函数关系.进一步,为了克服弧压采集过程中的噪声干扰,文中采用卡尔曼滤波方法估计TIG焊弧长,建立了TIG焊卡尔曼滤波数学模型,并通过对比试验选取了卡尔曼滤波参数.在此基础上,提出了一种基于卡尔曼滤波的TIG焊弧长控制方法,准确计算弧长调节步长,并进行焊接过程弧长控制.[结果]弧长-弧压试验表明,弧长与弧压存在显著线性关系,为弧长估计提供了基础;弧长控制试验表明,通过文中基于卡尔曼滤波的弧长控制方法,焊接过程弧长标准差从 0.48 降低至 0.305,降低 36.5%.[结论]试验表明,文中所提卡尔曼滤波方法可以有效进行焊接过程弧长估计,通过焊接弧长调控可有效提高TIG焊弧长稳定性.

    TIG焊弧长控制卡尔曼滤波弧压传感

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    超超临界机组耐热钢焊接技术进展

    刘冀邱彭杏娜乔亚霞涂德军...
    48-54,66页
    查看更多>>摘要：过去的二十年是中国超超临界机组建设高峰期,电站焊接技术的创新与进步有力地保障了中国超超临界机组的顺利投产和长期稳定运行.该文综述了超超临界机组铁素体耐热钢和奥氏体耐热钢的焊接性及焊接工艺,阐明了主干标准修订依据,指出了焊接材料及焊接热处理技术的发展现状.重点介绍了超超临界机组用新钢种G115 的焊接,大厚壁管道窄间隙自动焊的应用、焊接接头微创评价技术、电站焊接数字化技术等新材料、新工艺和新技术.最后展望了在碳达峰、碳中和国家政策下,中国超超临界火电机组焊接技术的发展方向、机组深度调峰下焊接部件安全稳定运行所面临的挑战及对策.

    超超临界机组耐热钢焊接技术窄间隙自动焊深度调峰

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    基于深度学习算法的超声TOFD图像焊缝缺陷识别

    胡伟阮先虎金明东刘朵...
    55-60页
    查看更多>>摘要：[目的]针对传统焊缝缺陷检测中人工效率低、检测难度大和漏检率高等问题,基于试验模拟与深度学习算法提出了一种面向TOFD D扫图像的缺陷识别方法.[方法]通过室内试验对不同类型的对接焊接缺陷(夹渣、裂纹、未焊透、气孔和未熔合)进行了模拟,利用不同数据增强方法构建了实际TOFD检测数据特征图库,结合YOLOv5 深度学习网络结构进行TOFD D图像数据集的训练与检测,提升模型对焊接缺陷的识别性能,并且自动输出缺陷智能检测结果.[结果]试验结果表明,该方法具备优越的模型泛化能力,当IoU阈值设定为 0.5 时,模型训练的准确率可达到 98.05%;针对 5 种焊接缺陷类型,在识别时的分类置信度均超过 95%,有效提升了焊接缺陷识别的效率,可满足实际场景在线识别要求.[结论]提出的焊接缺陷识别方法具有较高的准确性,可广泛用于不同缺陷检测模型的构建,为焊接质量控制提供了有效的技术支持.

    缺陷识别TOFDYOLOv5深度学习

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    L型单持双轴焊接变位机设计计算及结构研究

    樊启永廖小吉冯利佳田超...
    61-66页
    查看更多>>摘要：[目的]焊接变位机是一套焊接系统的核心组成部件,为了获得较实用的经验设计理论及准确的结构选型,该文对L型单持双轴焊接变位机设计计算及结构展开研究.[方法]以理论计算为基础,结合工厂中使用的经验数据,对L型单持双轴焊接变位机结构设计中的几个关键参数进行分析校核并对其主体结构进行研究.[结果]以焊接行业常用的典型非标L型单持双轴焊接变位机为例,基于理论计算和实际验证,概述其基本机构,对其几个关键的设计参数诸如负载率相关的扭矩、转动惯量、惯性扭矩等进行详细地分析计算,给出设计计算的注意事项及相关经验值.并根据其负载情况,分别对轻型焊接变位机及重型焊接变位机结构展开研究,给出不同工况下对应的结构类型.[结论]得到一组行之有效的L型单持双轴焊接变位机的设计计算理论数据.

    L型焊接变位机负载率惯性扭矩结构

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    热成形钢点焊接头性能影响因素

    王伟峰计遥遥代朋虎周世龙...
    67-73页
    查看更多>>摘要：[目的]为了研究焊接工艺参数对热成形钢点焊接头性能的影响.[方法]采用正交试验方法,对 22MnB5 热成形钢点焊接头性能进行了试验研究.[结果]单脉冲焊接工艺条件下,在焊接电流、焊接时间和电极压力 3 个工艺因素中,焊接电流对点焊接头力学性能的影响程度最大,电极压力的影响次之,焊接时间的影响程度较小.最佳的点焊工艺参数组合为焊接电流 8.5 kA,电极压力 4 kN,焊接时间 525 ms,点焊接头的力学性能表现为最好.[结论]热成形钢点焊接头由母材区、回火区、软化区、临界区和熔核区组成,焊点结合线位置(熔核区)存在严重的应力集中,是热成形钢焊点失效的危险区域.采用多次脉冲焊接,末次脉冲小热输入量可以显著降低接头的应力集中,提升焊点的力学性能.

    热成形钢影响因素最佳点焊工艺多次脉冲焊接

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