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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。
正式出版
收录年代

    工艺参数对立向分体等离子弧增材制造过程的影响

    张瑞英薛龙蒋凡
    1-6页
    查看更多>>摘要：[目的]为探究分体等离子弧增材制造过程中工艺参数对立向增材成形的影响,以单道熔覆层宽度和高度为评价指标对其展开研究.[方法]基于构建的立向分体等离子弧增材制造系统,通过单因素变量法研究了立向位置时丝/总电流比、离子气流量、丝材端部位置等工艺参数对熔覆层成形的影响,分析了工艺参数与基板热输入和熔敷率的关联机制.[结果]结果表明,当总电流保持不变时,丝材电流的增加会显著改善熔覆层成形,熔覆层宽度减小、高度增加;当离子气流量增加时,电弧等离子流力增强,使熔覆层宽度增加、高度减小;当送丝速度增加时,丝材端部靠近电弧中心,传质增加、传热减小,使熔覆层宽度减小、高度增加;丝材电流增加时,通过改变系统热、质、力的传输使熔覆层尺寸变化,而基板电流增加时,仅通过改变热、力传输使熔覆层尺寸变化.[结论]当总电流不变时,可采用提高丝/总电流比、减小离子气流量、丝材端部位置远离基板等措施减小基板的热输入并提高熔覆率,或直接增加丝材电流以提高熔覆率,进而实现高效增材制造.该研究将为分体等离子弧增材制造工艺在空间位置增材制造领域的拓展应用提供一定的理论指导.

    分体等离子弧立向位置工艺参数熔覆层成形

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    基于有监督对比学习的焊缝缺陷X射线检测方法

    李国栋吴志生彭甫镕郝康将...
    7-14页
    查看更多>>摘要：[目的]基于深度学习的表面缺陷检测算法广泛应用于表面缺陷检测.然而,在焊缝缺陷检测领域,焊缝缺陷外观特征上具有同类别样本偏差大而不同类别样本偏差小的特点,这给焊缝缺陷的有效识别带来了挑战.[方法]为此,提出一种有监督对比学习的焊缝缺陷检测方法(SCL-DD),将有监督对比学习拓展到焊缝缺陷检测领域,通过正负样本进行有效的相似计算,使同一类别的缺陷样本在嵌入空间上更加接近,不同类别的缺陷彼此远离,降低类间偏差和跨类偏差对检测性能的不良影响.[结果]引入余弦分类器,通过计算特征编码与分类原型之间的余弦相似度,提高差异性缺陷样本的检测性能.在钢管焊缝表面缺陷数据集上验证所提出方法的性能.[结论]SCL-DD方法平均精度为 96.9,优于其他深度学习网络.

    X射线焊缝表面缺陷检测智能制造深度学习

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    峰值温度对780HE复相钢粗晶区组织与性能的影响

    王月董现春牟淑坤张大伟...
    15-22页
    查看更多>>摘要：[目的]该文旨在系统地研究峰值温度对 780HE复相钢粗晶区组织、析出相及力学性能的影响.[方法]利用热模拟试验机模拟焊接过程中不同热输入下 780HE复相钢粗晶区经历的焊接热循环.[结果]在不同峰值温度下,粗晶区组织均由贝氏体组成,峰值温度由 1140℃提升至 1320℃时,奥氏体初始转变温度降低,板条贝氏体含量由 10%提升至 95%,位错密度由 0.96×106 mm-2 增加至 1.12×106 mm-2.粗晶区析出相均以近圆形复合型析出相(Ti,Nb)C为主,伴随微量方形(Ti,Nb)(C,N).峰值温度在 1210℃及以上时,2～10 nm的(Ti,Nb)C消失,大尺寸的(Ti,Nb)C密度降低至 7 μm-2 以下.峰值温度由 1140℃提升至1210℃及 1320℃后,抗拉强度分别为 750 MPa,744 MPa及 789 MPa,屈服强度分别为 661 MPa,652 MPa及 705 MPa,断后伸长率分别为 12.2%,12.4%及 10.4%,冲击吸收能量分别为 64.17 J,18.55 J及 5.64 J,冲击断口由韧性断裂向脆性断裂转变.[结论]峰值温度对粗晶区组织、析出相种类无明显影响.随着峰值温度的增加,板条贝氏体含量增加,位错密度增加,同时析出相尺寸增大,屈服强度先略微下降再显著提升,与断后伸长率变化趋势相反,而冲击韧性显著降低.

    粗晶区峰值温度780HE组织演变力学性能

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    铜/钛异种金属激光焊接头组织及力学性能

    张杰徐建洲谢宇航张佳...
    23-28,37页
    查看更多>>摘要：[目的]铜/钛异种金属焊接在航空航天、核工业等领域具有重要的潜在应用前景.该文旨在实现铜(T2)和钛(TA2)之间的连接.[方法]采用激光焊对铜/钛异种金属进行焊接工艺试验,分别对不同激光功率下接头宏观形貌、微观组织和力学性能进行分析.[结果]结果表明,采用激光焊可以实现铜/钛接头的有效连接,接头呈现熔钎焊形式,由铜侧热影响区、熔合区和钛侧热影响区组成;当激光功率为 1.8 kW时,接头的抗拉强度为 127.2 MPa,约为铜母材的 53%;显微硬度最小值处于铜侧,断裂发生在铜侧.随着激光功率的增加,熔钎焊界面形成Cu-Ti金属间化合物,厚度约为 34 μm,使其成为接头处的薄弱点.[结论]合理控制激光功率可有效抑制金属间化合物的生成,提高接头的力学性能.这些发现不仅为铜与钛的激光焊接提供了有价值的参考,也为进一步优化异种金属接头的设计和制造工艺提供了重要的试验依据.

    钛铜激光焊显微组织力学性能

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    Zr元素对舱壁用Al-1.0Mg-1.0Si-0.5Mn合金组织及性能的影响

    祝哮张宇刘兆伟张伟...
    29-37页
    查看更多>>摘要：[目的]该文旨在研究Zr含量(质量分数,%)对Al-1.0Mg-1.0Si-0.5Mn合金组织及性能的影响,为拓宽合金应用领域提供科学依据.[方法]采用SEM观察、拉伸试验、剥落腐蚀试验、疲劳试验等测试方法,对添加不同Zr元素含量的Al-Mg-Si-Mn合金组织及性能进行研究,分析Zr元素的作用机理,确定该合金中Zr元素的最佳添加量.[结果]Al-1.0Mg-1.0Si-0.5Mn合金添加Zr,可改善合金粗晶区厚度,提升母材力学性能,亦可提升焊接接头强度和循环破坏抗力.当Zr添加量为 0.05%～0.10%时,合金综合性能逐步提升.当Zr添加量为 0.10%时,合金粗晶区最薄,组织中的Al(FeMn)Si化合物尺寸减小,块状的Mg,Si相消失;母材强度提升约30 MPa,焊接接头强度提升约40 MPa,接头强度系数提升0.054,中值疲劳极限强度提升约5 MPa,合金性能全面提升.当Zr添加量为 0.2%时,过量的Zr与合金中的晶粒细化剂Ti相互作用,聚集形成一种粗大、与基体界限清晰的化合物,该化合物不仅降低了Ti作为异质形核核心的有效溶度,导致晶粒粗化现象,且易成为裂纹萌生的裂纹源,恶化合金的力学性能和耐腐蚀性能.[结论]Zr元素对于Al-1.0Mg-1.0Si-0.5Mn合金的作用主要体现在细化再结晶晶粒,有效改善难熔相Al(FeMn)Si的形状及尺寸,但需要调控元素添加量,避免与合金中的细化元素Ti相互作用,降低合金组元的有益效果.

    Al-Mg-Si-Mn合金Zr元素细化再结晶晶粒耐腐蚀性能

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    基于轻量化特征增强网络的焊缝缺陷检测方法

    傅留虎
    38-49,57页
    查看更多>>摘要：[目的]为进一步提高深度特征增强模型对焊缝超声信号的特征完备性、关联性表达及模型超参数自适应全局优化效率,该文开展了基于轻量化特征增强网络的焊缝缺陷检测方法研究.[方法]通过构建焊缝缺陷检测模型,丰富了焊缝特征及不同空间域特征的关联性表征;引入基于全局寻优策略改良的麻雀搜索算法,进一步提高模型超参数自适应寻优的效率和性能;同时使用改良后的优化算法对所构建模型的所需的 4 个关键模型参数进行自适应寻优,最终构建出适用于焊缝缺陷空间域特征且具备自学习能力的检测模型.[结果]试验结果表明,该文模型在识别准确率为 95.54%的情况下,对单个样品的平均测试时间仅为 1.4 ms,较其他基线模型取得了更好的检测效果,可满足不锈钢焊缝缺陷在线实时识别要求,验证了其有效性和泛化性.[结论]该方法减少了人工网络设计对参数、性能、学习能力、成本消耗的影响,可广泛用于不同缺陷检测行业自动模型构建研究中,为工业现代化提供了有利的技术支持与保障.

    焊缝缺陷超声检测多域特征模型寻优机制

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    GH3536/DD6异质合金激光搭接焊对母材组织和性能的影响

    王成陈冰清周标高超...
    50-57页
    查看更多>>摘要：[目的]单晶空心涡轮叶片铸造成形时需要预先在叶片底部留出工艺孔,以便后续陶瓷型芯经化学腐蚀后从叶片中流出.脱芯完成后,为保证空心叶片的使用性能,需要使用节流片密封工艺孔.针对于此,进行航空发动机叶片原材料DD6 单晶合金和GH3536 变形高温合金异种材料激光焊接的研究,期望通过激光焊接的方式实现DD6 和GH3536 异种材料的连接,进而解决密封问题.[方法]该文研究了DD6 和GH3536 的可焊性,观察DD6/GH3536 激光焊接接头的显微组织、元素过渡情况,分别测试了经过激光焊接的DD6 和未经过激光焊接的DD6 的力学性能.[结果]结果表明,DD6 母材侧焊缝底部主要为细密的柱状晶,顶部为等轴晶;激光焊接后DD6 一侧出现与其晶粒取向不同的重熔结晶区,靠近重熔结晶区的γʹ相出现熔解.高温拉伸、高温持久试验结果表明,接头的抗拉强度、屈服强度与DD6 母材相当,持久性能略高于DD6 母材,断裂均发生在DD6 激光焊接部位.[结论]通过激光焊接,可以实现DD6 与GH3536 的连接,连接处冶金情况良好.

    单晶激光焊接高温拉伸高温持久

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    波形钢腹板梁焊接残余应力分析

    呼昭灯冀伟姜红
    58-66页
    查看更多>>摘要：[目的]该文旨在研究波形钢腹板梁的焊接温度场变化及残余应力分布.[方法]通过数值模拟和试验研究对实际工程中波形钢腹板梁焊接残余应力进行了估算和分析,建立了波形钢腹板梁三维热弹塑性有限元模型.通过Fortran语言编制Dflux子程序,定义了焊接路径及热源模型.采用顺序耦合法,先后计算了焊接温度场和应力应变场,并对应力场最终结果即焊接残余应力分布进行了分析,最后与残余应力测试试验结果比较.[结果]结果表明,以上焊接数值模拟方法可行,即实际测试结果与波形钢腹板梁有限元模拟计算得到的焊接残余应力分布趋势比较接近.[结论]在焊缝附近波形钢腹板梁焊接残余应力接近屈服强度,且在相同热输入下,上下翼缘板因板厚不同,产生的残余应力大小及分布也不同.

    波形钢腹板梁数值模拟焊接残余应力热力学

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    基于内根焊的X80钢管道全自动焊接接头组织与性能

    汪宏辉钱建康文学李熙岩...
    67-73,80页
    查看更多>>摘要：[目的]在X80 钢管道全自动焊接过程中,改变预热温度对焊接接头的组织与力学性能具有一定影响.该文系统地研究了严寒条件(-30℃)、预热80℃及预热120℃对X80 钢管道内根焊全自动焊接接头的组织和力学性能的影响规律.[方法]通过光学显微镜(OM)及扫描电子显微镜(SEM)对接头的显微组织进行观察,并从拉伸试验、冲击试验、弯曲试验及硬度测试等方面对不同预热条件下的焊缝进行了力学性能的表征.[结果]结果表明,焊接接头显微组织主要由柱状晶组成,还有少量的等轴晶,预热温度的提高减小了显微组织中柱状晶的尺寸,强度和冲击韧性差异较小,不同预热温度下进行拉伸的试样均在母材处断裂;弯曲试验中预热 80℃下局部出现最大为 0.6 mm的裂纹,预热 120℃的试样均未出现裂纹和其他缺陷.[结论]接头的硬度随着预热温度的提高呈现减小趋势;在低温环境下,预热是获得综合性能良好的焊接接头有效措施,在 120℃预热条件下接头性能最佳.

    X80管线钢全自动焊预热显微组织力学性能

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    铝合金焊丝送丝稳定性测试分析

    李波马鑫张军武鹏博...
    74-80页
    查看更多>>摘要：[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.

    铝合金焊丝送丝稳定性焊丝表面状态拉伸性能

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