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焊接学报
焊接学报

王亚

月刊

0253-360X

hjxbjb@126.com

0451-86323218

150028

哈尔滨市和兴路111号

焊接学报/Journal Transactions of the China Welding InstitutionCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊主要刊登焊接各专业学科理论研究的专题论文和反映焊接新材料、新工艺方法的专题论文。它代表了中国焊接学术水平具有一定的权威性，在国内外拥有广大的读者，在国际上享有一定的声誉。被美国《工程索引（Ei）》、《科学引文索引（SCI）》收录，是中国科技论文统计源期刊。
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    基于超声TOFD法B扫描图像预测的缺陷定位

    迟大钊王梓明刘海春李庆生...
    1-6页
    查看更多>>摘要：在超声衍射时差法(time of flight diffraction,TOFD)B扫描图像中,缺陷端部衍射波影像呈类抛物线形态,类抛物线的顶点在图像中的位置代表了缺陷端部在焊缝横截面中的位置.当被检测焊缝存在焊缝余高时,跨越焊缝的B扫描无法实施,因此不能对缺陷进行准确定位,针对这一问题,提出一种基于超声TOFD法B扫描图像预测的缺陷端部定位方法,根据B扫描路径上超声探头与缺陷端部的动态位置关系,建立缺陷类抛物线影像的预测模型;通过采集B扫描路径上的两列A信号,利用模型,对缺陷端部类抛物线顶点坐标进行计算,并获得缺陷端部在焊缝横截面中的位置信息.利用文中所提方法,对人工缺陷及焊接缺陷进行定位测量.结果表明,所提方法利用两列A信号,可以有效克服焊缝余高限定检测可达性所带来的技术弊端,并获取缺陷端部在焊缝截面中的位置信息.

    超声TOFD法B扫描图像焊缝余高缺陷定位

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    基于Saber的CMT焊接电源仿真

    吕小青邹文洁徐连勇
    7-13,44页
    查看更多>>摘要：针对铝合金冷金属过渡焊接技术(cold metal transfer,CMT)分析了熔滴过渡过程,以Mast语言构建了相关模型,并测定瞬时送丝速度,给出了CMT过渡周期中送丝速度变化曲线,结合弧焊电源的电路结构,构建了基于Saber的CMT焊机主电路和控制电路仿真平台.通过该平台进行改变峰值持续时间的非一元化焊接仿真,并同实测的电流和电压信号进行对比,探讨了焊接电流、电弧电压、过渡频率、熔滴体积和送丝速度等参数误差.结果表明,仿真与实测值误差较小,均在 10%以下,证实了搭建CMT仿真平台的准确性,进而为理解CMT物理过程,优化工艺参数奠定了初步的基础.

    冷金属过渡熔滴过渡模型Saber送丝速度

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    等离子清洗对Cu/Al引线键合焊点表面状态和力学性能的影响

    李晓杜亚红高丽茵袁晓虹...
    14-19页
    查看更多>>摘要：等离子清洗作为一种前处理工艺广泛应用在引线键合、铜—铜键合和混合键合等半导体领域,基于微观表征、统计分析和性能测试等方法研究了等离子清洗对引线键合焊点表面状态和力学性能的影响,结果发现经过处理后,焊盘表面水滴接触角由 96°降低至 12.6°,每个焊盘表面平均污染颗粒数量由 18.7±9.9个下降至 3.7±1.6个,平均剪切力由 165.6±5.9 mN提升至 179.3±3.9 mN.另外随着处理时间的适当延长可以提高焊球剪切力和稳定性,对经过 3次回流+高温存储测试后失效的焊点(试验前未进行等离子处理)进行分析,发现裂纹萌生于铝焊盘和铜焊球界面处,裂纹沿着CuAl2 界面拓展并导致键合失效,分析原因是焊盘表面有机污染促进了界面处柯肯达尔空洞的形成,进而在热机械应力的影响下形成裂纹并失效.结果表明,等离子清洗可以有效提高焊盘表面清洁度并提升键合可靠性,可在引线键合工艺中优化推广.

    引线键合等离子清洗表面污染剪切力失效分析

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    LPBF制备镍基高温合金组织及显微硬度调控能力

    李明川马瑞常帅丁宏伟...
    20-27页
    查看更多>>摘要：激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)被广泛应用于航空航天领域的镍基高温合金零部件制造,而组织高度依赖于LPBF的工艺参数,通过改变热输入研究LPBF制备IN738LC的组织及显微硬度调控能力.结果表明,试验中的IN738LC合金工艺性较好,在 40～97 J/mm3 体能量密度(volume energy density,VED)范围内无裂纹、孔洞缺陷;晶粒尺寸随热输入增加而增大,从 44 J/mm3 的百微米级提高到 94 J/mm3 的毫米级.侧截面(xOz面)的显微硬度略高于水平截面(xOy面)显微硬度,且随体能量密度从 38 J/mm3 提高到 91 J/mm3 侧截面的显微硬度从 340 HV1.0提高到 440 HV1.0,而水平截面显微硬度从330 HV1.0提高到420 HV1.0.

    激光功率扫描速度激光粉末床熔融镍基高温合金

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    基于DXF文件解析与点云数据处理的无示教自动焊接系统

    王辉向松明荣佑民黄禹...
    28-35页
    查看更多>>摘要：传统示教焊接方式存在操作过程繁琐,效率低下以及人工依赖度高的问题,为此提出了一种基于Drawing Exchange Format(DXF)文件解析与点云数据处理的无示教自动焊接系统,该系统通过对工件DXF文件进行解析,以获取理想焊缝位置及焊缝类型信息,求解多坐标系转换关系实现机器人焊缝初始定位,在此基础上,提出一种考虑机器人实时位姿的激光视觉传感器焊件点云获取方法,进一步开发一种基于平面检测的点云焊缝检测算法,获取实际焊缝位置信息,实现机器人无示教焊接.结果表明,该系统可准确获取焊件点云信息,同时焊缝提取方法误差0.20 mm,满足实际焊接需求.

    无示教焊接DXF解析点云处理焊缝检测

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    冷喷涂Cu涂层辅助铝/钢异种金属电阻热扩散连接工艺分析

    于江杜荣茂范彦龙葛福琛...
    36-44页
    查看更多>>摘要：基于冷喷涂技术预先在不锈钢基体表面制备Cu涂层作为中间层,再通过电阻热扩散连接方式与铝合金相连,并借助相关分析测试方法探究Cu涂层厚度对焊接接头界面组织和力学性能的影响.结果表明,冷喷涂预先制备的Cu涂层和不锈钢基体间形成较好的冶金结合,在后续的电阻热扩散连接过程中,Cu涂层作为中间层将原有的铝—钢连接转换为铝—铜连接,有效阻止了Al-Fe相互扩散.当Cu涂层厚度为 100 μm时,无缺陷的反应层被形成在铝合金和Cu涂层之间,其主要成分为Al(s.s)和少量的Al2Cu,此时接头拉剪载荷最大,为 755.39 N,断裂位置位于反应层处,但接头载荷会随Cu涂层厚度增加逐渐降低,这是因为增加的Cu涂层厚度提高接头电阻,形成更高的温度场,导致反应层因生成较多Al-Cu金属间化合物形成裂纹等焊接缺陷.

    冷喷涂不锈钢铝合金反应层

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    SiC-Cu钎焊接头的低温连接工艺及组织性能

    周毅腾吴愉乐杨云龙赵禹...
    45-54页
    查看更多>>摘要：研究基于高功率碳化硅器件的低温封装应用需求,开发了碳化硅陶瓷与散热铜板的低温连接工艺.首先通过磁控溅射技术对碳化硅(SiC)进行表面金属化处理,再采用Sn基钎料对碳化硅和无氧铜进行低温真空钎焊,从而实现了SiC-Cu的钎焊连接,分析并揭示了碳化硅表面的金属化层厚度,以及Sn基钎料成分对SiC-Cu钎焊接头组织和力学性能的影响.结果表明,SiC-Cu钎焊接头的结合强度与母材SiC一侧界面处冶金反应的程度直接相关,受Sn基钎料成分及SiC表面金属化Cu层厚度的影响,当采用SnCu钎料时,钎焊接头中靠近SiC界面处冶金反应较为充分,生成的金属间化合物主要为Cu6Sn5,且随着Cu层厚度的增加反应产物逐渐增多,接头结合强度不断提高,当Cu层厚度达到 2000 nm时,SiC-Cu钎焊接头的结合强度可达峰值14 MPa左右.

    碳化硅金属化钎焊冶金反应强度

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    焊接速度对12Cr耐热钢电子束焊接头微观组织与性能的影响

    赵鹏飞王旭昊郭洋王廷...
    55-62页
    查看更多>>摘要：新型耐热钢 12Cr是汽轮机高温转子部件的重要材料,对 20 mm厚 12Cr耐热钢进行了电子束焊接试验,系统研究了电子束焊接速度对 12Cr耐热钢接头微观组织与力学性能的影响.结果表明,焊缝组织主要由马氏体板条构成,其尺寸相比于母材更加细小均匀,随着焊接速度的增加,热输入减小,焊缝和热影响区的晶粒尺寸趋于细化.基于Kurdjumov-Sachs取向关系,将马氏体组织重构为原奥氏体晶粒(proto austenitic grain,PAG),证明焊接速度对原奥氏体晶粒尺寸影响较小,不同参数下焊接接头均具有较弱立方织构.力学性能结果表明,焊缝区的显微硬度显著高于母材,在厚度方向上焊缝平均硬度随着焊接速度的增加有所提高.接头焊缝的抗拉性能有所提升,所有拉伸试样均断裂于母材处,平均抗拉强度为 968 MPa,断口有韧窝,断裂机制为韧脆混合断裂.

    电子束焊耐热钢微观组织力学性能

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    GH4151高温合金的惯性摩擦焊接头组织及性能分析

    袁明强张春波梁武乌彦全...
    63-71页
    查看更多>>摘要：采用惯性摩擦焊对GH4151合金进行连接成形,借助OM、SEM、DSC、显微硬度仪及电子试验拉伸机等仪器观察了不同工艺下的显微组织、断口形貌及力学性能.结果表明,在焊接结束后,内外飞边形貌较粗糙且存在多条微裂纹,缩短量达3 mm;微观形貌下焊合界面处均发生动态再结晶,晶粒内和晶界处析出一次γ´相、二次γ´相和碳化物(MC),在残余应力的作用下,使大块析出的MC内部存在多条微裂纹并发生扩展;通过改变顶锻压力,调整MC的大小、形态及数量,解决大尺寸MC相内的微裂纹问题;热处理后的显微硬度曲线呈M型,热力影响区硬度最高,这与γ´相和MC的数量及形态存在正相关最高达 546 HV1.0.拉伸性能结果表明,室温和高温(750℃)抗拉强度达母材的 97%,从裂纹扩展途径上看,室温断口形貌呈沿晶断裂,高温断口呈脆性断裂.

    GH4151合金惯性摩擦焊组织力学性能

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    基于RGB-D特征融合的焊缝表面缺陷检测方法

    谢雨欣龚烨飞谷心浩陈晓彬...
    72-78页
    查看更多>>摘要：金属表面焊缝缺陷的准确检测是确保工件安全使用的前提,由于缺陷与母材颜色相近、图像不清晰等情况,使用常规的 2DRGB视觉难以完全检测出所有的缺陷类别,需要添加深度信息来辅助检测.试验提出一种基于RGB-D数据特征融合的焊缝表面缺陷检测方法,在YOLOv8网络模型的基础上,利用改进的对称主干网络结构提取RGB和深度特征的有效特征层,引入RGB-D数据特征融合模块,实现了RGB特征和深度特性在空间与通道位置的融合,在YOLOv8模型中加入CIoU-NMS(complete intersection over union-non max suppression)非极大值抑制模块,提高了检验框的准确度.针对随机包含有烧穿、飞溅、焊瘤和气孔 4个类别焊缝缺陷的图像进行了试验,结果表明,改进的YOLOv8比YOLOv8漏检率下降了 17.84%,误检率下降了19.46%,证明了所述方法的有效性与准确性.

    目标检测焊缝缺陷检测特征融合YOLOv8

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