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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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    EH36钢焊接接头焊趾处应力集中对高低周复合疲劳的影响

    徐连勇龙志平赵雷韩永典...
    1-9页
    查看更多>>摘要：为研究船舶结构用钢EH36钢焊接接头焊趾处应力集中对高低周复合疲劳的影响,对不同焊缝形貌 20 mm厚EH36钢双面全熔透对接接头进行高低周复合疲劳试验.研究发现,高低周复合疲劳对接头寿命的降低幅度随着高周应力比的增大而增大;结合数字图像相关法测量结果分析,发现焊趾处应力集中系数越大,接头的高低周复合疲劳寿命越低,其降低幅度随着高周应力比的增大而增大.基于试验数据对模型进行验证,结果表明,应力集中系数高的接头疲劳寿命低且寿命预测结果分散性增大;Palmgren-Miner模型和Zhu模型由于未充分考虑高低周耦合损伤作用,导致寿命预测结果相对危险.修正后Zhu模型在充分考虑低周疲劳对高低周复合疲劳寿命的影响后,预测寿命大于实际寿命的预测点较少,预测结果相对安全,且分散性较小,误差也较小.

    高低周复合疲劳S-N曲线应力集中疲劳寿命预测数字图像相关法

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    双轮廓参数对LPBF制备镍基高温合金表面成形的影响

    丁宏伟马瑞常帅李明川...
    10-18页
    查看更多>>摘要：激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)增材制造技术广泛用于航空航天领域复杂结构的镍基高温合金零件的一体化制造,但是其粗糙度问题限制了该项技术的应用.基于此,通过采用双轮廓扫描策略优化表面成形质量,并研究轮廓参数的热输入对表面成形质量及微观组织、显微硬度的影响.结果表明,上表面粗糙度Sa随上轮廓参数的热输入增加逐渐降低,并在功率为 220 W,扫描速度为 0.1 m/s时粗糙度Sa达到 3.1 μm最优值,但在高热输入时近表面会形成匙孔诱发的孔洞缺陷,因此表面粗糙度优化需折衷考虑近表面孔洞缺陷;此外,双轮廓参数的热输入与下表面粗糙度之间没有明显的相关性.不同轮廓参数下制备的样品下表面粗糙度Sa在 13.5～16.5 μm之间;轮廓参数的单向扫描策略导致了粗大柱状晶粒的形成,并且随着热输入的增加,上层轮廓层的显微硬度显著增加.

    激光粉末床熔融镍基高温合金轮廓参数成形质量

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    添加稀土元素的TC4钛合金激光焊接头纵向超塑性能研究

    程东海张声金陶玄宇张华...
    19-26页
    查看更多>>摘要：针对钛合金激光焊接接头超塑性能低的难题,提出在焊缝中以Yb2O3 的方式添加稀土Yb元素,分析Yb2O3 含量对TC4钛合金激光焊接头高温拉伸峰值流变应力、断后伸长率及组织的影响.结果表明,Yb2O3 能够促进变形过程的组织等轴化进程,减小焊缝β晶粒尺寸和接头超塑性变形流变应力,并提高断后伸长率.随着Yb2O3 含量增加,接头应力应变曲线下移,峰值流变应力呈先降低后升高的趋势,而断后伸长率则为先增大后减小.在超塑性变形过程中,Yb2O3 含量 6%时峰值流变应力最低为 11.9 MPa,断后伸长率为 572.3%;焊缝中心β晶粒尺寸最小为 127 μm,相较于未添加Yb2O3 时β晶粒尺寸的337 μm细化了62.3%.此时,马氏体组织发生相变,形态转变成片层,焊缝区域组织等轴化程度最高,焊缝的超塑性能最好.

    Yb2O3含量激光焊TC4钛合金超塑性能

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    介观领域中的激光熔透信号物理特性研究

    孙谦黄瑞生徐富家曹浩...
    27-33,40页
    查看更多>>摘要：可靠熔透在线检测是激光焊接智能制造领域的重要问题,但是激光熔透信号属于介观尺度光学信号,而传统检测方法受宏观采样手段局限无法有效获取介观熔透信息.所以开展激光匙孔内部更深层次的介观领域特性研究,对于实现可靠熔透在线检测具有重要的指导意义.试验通过自制的光学成像系统,在红外特定谱段下捕捉到了介观熔透信号,研究表明该信号具有隐蔽性强、指向性高、波动性大、趋势性显著的物理特性,并充分证明了介观熔透信号复杂波动表面下的趋势性特征.通过抽象化提取和比对分析发现,该特征不但重复性较好、受焊接热反应本质制约,更与激光焊接熔透状态具有较好的一致性.通过该项研究可为开发介观尺度激光熔透可靠在线检测提供重要理论支撑.

    介观熔透信号激光焊接物理特性智能制造

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    Cu/V复合中间层对TC4/IN718激光焊接接头组织及性能的影响

    朱强夏阳张星越韩柯...
    34-40页
    查看更多>>摘要：为了实现TC4钛合金与GH4169镍基高温合金的有效连接.采用Cu/V复合中间层对TC4和IN718合金进行连续激光焊接,并分析添加中间层对接头裂纹、组织及力学性能的影响机制.结果表明,常规激光焊接时,TC4/IN718接头焊缝区产生大量Ti-Ni脆性金属间化合物,导致接头形成大量纵向裂纹,焊缝组织为Ti(s,s)+Ti2Ni+Ti-Cr+NiTi+Ni3Ti+Cr(s,s).当采用Cu/V复合中间层后,实现了TC4与IN718合金的有效连接,接头抗拉强度达到 271MPa,焊缝组织转变为Ti(s,s)+V(s,s)+NiV3+Cr(s,s)+Cu(s,s)+未熔铜.

    TC4/IN718异种金属激光焊复合中间层微观组织力学性能

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    一种轻量级高效X射线焊缝图像缺陷检测方法

    王睿高少泽刘卫朋王刚...
    41-49页
    查看更多>>摘要：针对当前深度学习模型在焊缝缺陷检测工作中成本高、速度慢、不易在终端部署应用等问题,提出一种效果良好的轻量级高效模型(lightweight and high-precision optimized detection model,LHODM).首先,搭建新型主干网络并设计超轻量卷积ULConv作为网络基础卷积,降低模型深度,用Depthwise操作生成更多有效冗余特征映射,减少参数与运算量.其次,设计高效轻量级专注模块ELCC,在响应模型轻量化前提下,考虑焊缝缺陷分布特性与成像规律,从水平和垂直两个方向捕获孤立区域关系,结合轻量级上采样算子CARAFE,使模型特征重组时具有更大的感受野,更有效地利用环境周围信息,弥补轻量化造成的精度损失.最后,为提高收敛速度和损失函数效率,设计OS-IoU损失函数,考虑期望回归向量之间的夹角,重新定义惩罚项及相关性,强化距离损失和形状损失关注程度.结果表明,LHODM模型检测准确率和检测速度达到91.62%和63.47帧/s,参数量仅为3.99 M,有效解决了焊缝缺陷检测工作中成本高和速度慢的问题.

    缺陷检测焊缝深度学习目标检测轻量化

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    AH36钢焊接接头动态应力应变特性分析

    刘伟朱永梅孙傲
    50-58页
    查看更多>>摘要：基于热弹塑性法研究了 160°对接AH36钢焊接接头动态应力应变过程,同时制作试样,利用三维全场应变测量分析系统记录焊接应变的动态变化,验证了焊接有限元结果的准确性.分析了预热温度和焊接速度对动态应力应变的影响.研究结果表明,随着预热温度的增加,焊接变形逐渐减小.预热温度为 200℃时的平均焊接变形量比未预热时的平均焊接变形量降低了 34.6%,同时改善了焊接应力场的分布情况,增加焊缝及热影响区的压应力分布区域,但应力幅值对预热温度的改变不敏感.焊接变形随焊接速度增大而增大,当焊接速度大于 5 mm/s时,增长趋势逐渐平缓,焊接变形场等势分布面积减小.随着焊接速度的增加,焊接压应力场分布区域减小,焊接拉应力场分布区域增大,焊接速度的改变还会造成平板厚度方向中间层厚度处的应力出现波动.

    焊接接头动态应力应变数值模拟预热温度焊接速度

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    基于球形底模的铝合金自冲铆接工艺多元回归模型

    张子豪曾凯张洪申邢保英...
    59-66页
    查看更多>>摘要：针对低延展性铝合金薄板材料自冲铆接成形过程易出现裂纹问题,提出了一种基于球形底模的自冲铆连接工艺.针对7075铝合金材料,采用Box-Behnken Design响应面试验方法,开展自冲铆接头工艺试验研究,确定最优工艺参数.以铆钉长度,冲头速度和冲头行程作为输入变量,接头的失效载荷和能量吸收值为响应值,建立基于球形底模的自冲铆接工艺多元非线性回归模型,并进行试验验证.结果表明,采用球形底模在保证接头强度下有效抑制自冲铆接头机械内锁区裂纹的产生;应用回归模型得到的理论预测值与试验值之间的相对误差较低,回归模型具有较高的可靠性;同时,单因素分析表明,铆钉长度对接头静力学性能的影响最大;交互作用分析中,铆钉长度和冲头行程的交互作用对失效载荷和能量吸收值的影响最为显著.最后通过NSGA-II遗传算法确定最优工艺参数组合.

    球形底模自冲铆接7075铝合金回归模型力学性能

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    CrMoV与NiCrMoV异种钢焊接接头的高周疲劳性能及寿命模型

    王志鹏朱明亮轩福贞
    67-73页
    查看更多>>摘要：对CrMoV与NiCrMoV异种钢焊接接头开展室温及 400℃下的高周疲劳试验,并对失效试样进行断口分析,研究异种钢焊接接头的高周疲劳失效机理.结果表明,接头疲劳S-N曲线呈现连续下降形式,在高周疲劳过程中未见疲劳极限平台,失效位置均位于焊缝金属区域,并且集中在显微硬度值最低的结构弱区;随着应力幅值的下降,裂纹萌生模式由表面和内部萌生的竞争转变为内部微缺陷萌生占主导,内部焊接气孔微缺陷是主要裂纹萌生源;根据Murakami模型得到的疲劳极限分散性较大,与高周疲劳寿命未呈现出明显规律,通过引入Z参量模型,指出焊接接头的高周疲劳寿命由应力水平、微缺陷有效尺寸和相对深度等因素共同决定,Z参量与高周疲劳寿命具有很好线性关系.

    焊接接头高周疲劳裂纹萌生气孔缺陷Z参量模型

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    新型铝合金MIG焊接头微观组织与力学性能

    金聪聪黄立兵黄文彬王大力...
    74-82页
    查看更多>>摘要：随着船舶轻量化和快速化的发展,以铝代钢成为未来船舶制造的必然趋势.对一种 10 mm厚新型铝合金进行单面MIG焊工艺试验,研究两层三道焊和三层四道焊对接头综合性能的影响规律.结果表明,焊缝上表面和下表面宏观形貌均较好,都有α-Al、Al6(Fe,Mn)和Mg2Si相;在靠近熔合线的热影响区中有尺寸较大的等轴晶生成,焊缝边缘沿垂直于熔合线方向生成柱状晶,焊缝中心为树枝晶,且每层焊缝晶粒尺寸不同,前层焊缝晶粒尺寸小于后层焊缝晶粒尺寸;Fe和Mn元素在热影响区发生偏聚,形成Al6(Fe,Mn)相,Mg元素倾向于沿焊缝晶界或分布在焊缝组织中以平衡相的形式析出.1号接头平均抗拉强度为 294 MPa,达到母材抗拉强度的 78.4%,断后伸长率为 6.56%,2号接头平均抗拉强度为 350 MPa,达到母材抗拉强度的 93.3%,断后伸长率为 12.3%;接头硬度整体表现为焊缝区最低,热影响区次之,母材最高,同时多层多道焊的每层焊缝硬度与焊接顺序有关,第一层焊缝硬度最大.

    熔化极气体保护焊多层多道焊韧性断裂硬度

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