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焊接
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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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    混合钎料对镍基单晶高温合金大间隙钎焊接头组织和性能的影响

    贺彤王诗洋李可馨侯星宇...
    1-8页
    查看更多>>摘要：[目的]采用一种新型镍基钎料和母材成分一致的高熔点合金粉混合的方法制备出混合钎料,研究了添加的高熔点合金粉的粒径和配比对钎缝微观组织和力学性能的影响.[方法]采用扫描电子显微镜对钎焊接头的析出相、元素分布、微观组织进行了分析,并对钎焊接头的硬度及持久性能进行了测试.[结果]研究表明,接头主要由钎料合金区(FAZ)、界面连接区(IBZ)和扩散影响区(DAZ)三部分组成.钎料合金区主要由M3B2 和M8B型硼化物及γ/γ'相组成.界面连接区由γ和γ'沉淀强化相组成.当合金粉粒径为 44 μm和 75 μm时,均可得到无缺陷的焊接接头;但当合金粉粒径尺寸达 177 μm时,钎缝内会形成孔洞缺陷.[结论]随着合金粉比例的提高,接头连接区的显微硬度有所上升.当合金配比由 30%到 50%,接头的持久寿命由 15h增加至 34 h;但进一步提升比例至 60%时,接头的持久寿命下降至 0.6 h.该文的结果可为实现高温热端零部件的连接和修复工程应用提供理论依据和参考价值.

    镍基单晶高温合金混合粉末钎料大间隙钎焊持久性能

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    基于伺服电机的PE管全自动热熔焊机控制系统研制

    陶静栗昌鹏薛寒李双良...
    9-16,25页
    查看更多>>摘要：[目的]传统液压全自动热熔焊机由于液压机的使用存在体积大、重量大、耗能高及环境污染等问题,需要进行改进研发.随着伺服技术的快速进步,现代伺服电机能够提供更高的扭矩,同时具备卓越的控制精度、运行稳定性和过载能力.与传统液压机相比,伺服电机具有体积小巧、重量轻便及节能环保等显著优势.目前,在众多应用领域,伺服电机已经逐渐取代了传统的液压机,成为新一代的动力来源.因此,可基于伺服电机对传统液压全自动热熔焊机进行改进研发,而基于伺服电机研发的PE管全自动热熔焊机与原有液压全自动热熔焊机在设备结构、动力转换方式及控制方式上存在显著差异,需要重新研制控制系统.[方法]根据此需求,文中所研制系统采用昆仑通态嵌入式工业触摸屏作为主控装置,并以此为基础搭建了伺服系统、热板升降系统及温度采集与控制系统,最后根据系统特点进行相应的控制软件设计.[结果]该文提出了一种更适用于该设备的新型焊接工艺.[结论]通过多次焊接测试和拉伸试验验证,该控制系统能够使基于伺服电机研发的PE管全自动热熔焊机按标准工艺和新工艺进行合格的PE管焊接,并且当使用新工艺进行焊接时,能够降此设备使用低能耗同时延长设备使用寿命.

    伺服电机聚乙烯管热熔焊接控制系统新工艺

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    基于旋转电弧的窄间隙横焊打底工艺

    张明泽罗雨叶朔朔苏佳毅...
    17-25页
    查看更多>>摘要：[目的]J型铺设是最适合深水的海底管线铺设和海洋立管安装方法,常采用管道自动焊接装备完成横向环焊缝摆动焊接.针对摆动电弧P-GMAW横焊打底层焊缝成形不对称、背部成形一致性差等问题,提出了基于旋转电弧的窄间隙横焊表面张力过渡(Surface tension transfer,STT)打底工艺方法.[方法]以X65 管线钢板材对接窄坡口为试验对象,模拟深水立管J型铺设焊接过程.[结果]基于Minitab的田口方法,建立了正交试验模型,通过焊接工艺试验,探究窄间隙横焊STT打底层焊接工艺规范及不同工艺参数组合对焊缝成形的影响规律.[结论]打底层焊缝背部成形一致性好,无未熔合、未焊透等缺陷.

    旋转电弧焊窄间隙横焊打底工艺田口方法正交试验

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    激光金属沉积成形304奥氏体不锈钢的缺陷和硬化现象

    黄伟波潘林晖郑泽欣梁诗禹...
    26-32,46页
    查看更多>>摘要：[目的]为了掌握激光金属沉积成形 304 奥氏体不锈钢的材料缺陷和硬化情况,为后续该技术成形金属材料的工程应用提供参考.[方法]该文对激光金属沉积成形 304 奥氏体不锈钢的材料缺陷和单调/循环交变载荷作用下的硬化现象进行了研究.[结果]研究结果表明,激光金属沉积成形材料的表面十分粗糙并具有明显的堆叠痕迹,成形材料中存在孔洞、氧化物夹杂和未熔颗粒等缺陷;在单调载荷作用下,成形材料表现出应变硬化,应变硬化指数为 0.4,低于传统锻造工艺成形材料;在应变控制的循环交变载荷作用下,成形材料在试验起始阶段产生循环硬化,而在较低应力控制的循环交变载荷作用下,成形材料在试验起始阶段产生循环软化,随着循环加载次数的增加,成形材料产生循环硬化.[结论]由于独特的成形工艺,激光金属沉积成形 304 奥氏体不锈钢不可避免存在材料缺陷,在单调载荷、应变控制的循环交变载荷及较低应力控制的循环交变载荷作用下均会出现硬化现象.

    激光金属沉积304奥氏体不锈钢材料缺陷应变硬化循环硬化

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    TC4钛合金激光自熔焊焊接组织及性能

    张世伟王珏佀好学刘颖...
    33-39,46页
    查看更多>>摘要：[目的]该文旨在研究焊接接头各个区域的组织特征、显微硬度及力学性能,以实现钛合金高效高质量焊接.[方法]以 3mm厚TC4 钛合金为试验材料,采用YAG激光焊接方法进行了对接试验.[结果]结果表明,激光焊接TC4 钛合金能够获得了成形良好的焊接接头,无裂纹及气孔等缺陷.焊缝组织为典型的网篮组织,由大量的αʹ马氏体相和少量的高温残留β相构成,热影响区为交错排布的针状αʹ马氏体.焊接接头的显微硬度呈驼峰分布,从母材到热影响区逐渐增加,焊缝内部区域的平均硬度约为 385 HV,均大于母材(约为 360 HV),这是由于在热循环作用下,焊缝凝固时发生了马氏体转变,β相向针状αʹ相转变所致.焊接接头断裂位置位于母材区域,断口形貌均呈现大小不一的等轴性韧窝形貌,为韧性断裂模式.弯曲测试和冲击测试表明,焊接接头具有良好的塑性和韧性.[结论]综上可知,激光焊接TC4 钛合金能够获得良好的焊缝成形,可在相关工程中推广应用.

    激光焊接TC4钛合金微观组织显微硬度力学性能

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    纯铝导体电阻钎焊工艺与接头性能

    谢诗妍葛亚琼
    40-46页
    查看更多>>摘要：[目的]结合电机纯铝导体绕组用材质和接头结构型式,以及钎焊纯铝的固有特点,解决在大气中实现纯铝导体绕组电阻钎焊的技术难点.[方法]以Zn-Al合金为金属皮、氟氯酸铯钎剂为药芯,与钎料制造厂家共同研制了药芯焊片.以药芯焊片为预置钎焊填充材料,药芯焊条为手工辅助钎焊填充材料,电阻钎焊为钎焊接头连接方法,进行钎焊试验.结合电机绕组用纯铝导体线规和产品结构特点,设计了纯铝导体的钎焊搭接接头,钎焊后进行了目视检测、宏观金相、维氏硬度、面钎着率、拉伸性能、直流电阻和通电温升等检测.[结果]钎焊接头目视检测结果符合ISO 18279 B级要求,接头宏观金相线钎着率和接头搭接区面钎着率检测结果符合ISO 18279 B级大于等于 80%的要求,接头钎缝的维氏硬度平均值为 57.8 HV0.1,接头抗拉强度平均值60.59 MPa略低于母材抗拉强度平均值63.08 MPa,接头直流电阻平均值353.64 μΩ略低于母材直流电阻平均值354.93 μΩ,接头通电温升平均值 117.2℃略低于母材通电温升平均值 117.5℃.[结论]采用 0.3 mm Zn-Al药芯焊片作为预置钎焊填充材料、同材质 2.0 mm药芯焊条作为外围辅助填充材料,可实现大气中电机绕组用纯铝导体的电阻钎焊,钎焊接头的综合性能可ϕ满足设计和工艺要求.

    电机铝绕组锌铝药芯钎料电阻钎焊工艺验证

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    能量配比对铝合金激光-MIG复合焊接残余应力的影响

    张鑫源孙振邦
    47-53页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在探究不同能量配比下激光-MIG复合焊接 7075 铝合金的残余应力分布规律及机理.[方法]在焊接过程中对工件不同位置的焊接热循环进行了测量,焊后使用X射线衍射仪测量了激光-MIG复合焊接接头残余应力分布,分析了不同能量配比下接头残余应力的变化规律.[结果]结果表明,当总热输入不变时,随着激光功率增加及MIG功率减小,焊接穿透能力增强,焊缝熔深逐渐增加,熔宽逐渐减小;且当能量配比系数过大时,焊缝成形质量下降.残余应力在垂直于焊缝方向上整体呈现双峰分布,在焊缝区附近呈现拉应力,在母材区呈现压应力;在平行焊缝方向,残余应力表现为"压—拉—压"趋势.[结论]由于激光能量更为集中,热影响区峰值温度随能量配比系数的增加呈现明显的上升趋势,故而随着激光功率占比的增加,形成较高的温度梯度,导致集中受热区域的残余应力增大;同时,由于MIG功率占比的减小,焊缝及热影响区以外区域残余应力呈现明显的减小趋势.

    高强铝合金激光-MIG能量配比残余应力

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    基于热功率的焊接热输入分配及稀释率预测

    马一鸣姜英龙郭枭韩莹...
    54-59,67页
    查看更多>>摘要：[目的]热输入QHI仅简单描述了焊接能量的来源与大小,没有阐明焊缝与母材吸收的热量如何分配的不足.[方法]该文利用基于填充金属量提出的热功率PPR概念,通过焊缝尺寸测量,JmatPro与公式计算等手段,实现了焊接热输入分配及稀释率进行的预测.[结果]基于PPR可实现对熔化母材面积Amb的预测,其曲线变化可分为渐增区、快增区、缓增区 3 个阶段.结合JmatPro计算的材料体积比热容与Amb预测公式,可将不同PPR下的有效焊接热输入Qe进行细分,发现在可焊区形成焊缝的热输入只占其 31.77%～34.69%.[结论]提出了基于PPR的焊缝面积百分比稀释率δ预测公式,并给出可焊区的焊接热功率为12.69～47.88 kW/cm2,稀释率为 48.28%～85.03%.

    热功率焊缝尺寸热输入稀释率

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    镍铁基高温合金HT700的热塑性行为

    周海王文达赵福国马立新...
    60-67页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在研究HT700 的热塑性行为及随温度的演变规律.[方法]利用Gleeble-1500D热/力模拟试验机对HT700的热塑性进行了测试,开展了零强度零塑性试验,对断口附近的微观组织和形貌进行了表征.[结果]研究结果表明,HT700的零强度温度为1316℃,加热零塑性温度为1270℃,冷却零塑性温度为1250℃,零塑性温度区间为20℃,脆性温度区间为66℃.[结论]可采用较小的焊接热输入和较快的冷却速度,降低热影响区和焊缝在零塑性温度区间和脆性温度区间的停留时间,从而防止热裂纹的产生.在 900℃以上,HT700 的热塑性随温度的升高先增强后减弱.在零塑性温度下,晶界发生液化,断裂方式为完全沿晶脆性断裂,而晶界液化与晶界处γ'和MC的组分液化有关.

    HT700热塑性热裂纹

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    SMA490BW耐候钢TIG焊接接头残余应力分析

    马龙
    68-73,80页
    查看更多>>摘要：[目的]旨在进行SMA490BW耐候钢TIG焊接接头疲劳寿命的评估.[方法]采用盲孔法、X射线法、有限元分析 3种方法对SMA490BW耐候钢TIG焊接接头进行了焊接残余应力分析,并对切割小试样引起的残余应力变化进行分析.[结果]结果表明,SMA490BW耐候钢纵向残余应力在焊缝拉应力峰值接近材料屈服强度,远离焊缝中心残余应力迅速降低并进一步转变为压应力,此分布规律为典型的纵向残余应力分布特征.在整体试板上采用线切割出用于疲劳试验的足尺寸小试样,小试样上纵向残余应力的峰值接近 230 MPa,约为屈服强度的 70%,纵向残余应力在横向分布规律保持不变.[结论]该部分所建立的有限元模型分析结果与测试数据吻合很好,证实模型的热源模型、力学边界条件均与实际工艺接近,采用该计算模型的精度和正确性可以保障.

    SMA490BW耐候钢残余应力盲孔法有限元法X射线法

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