镁合金绿色高效焊接技术研究进展

镁合金是航空航天领域应用最为广泛的轻合金之一.随着镁合金应用的不断深入,对具有高精度、低能耗、高效率特征的绿色焊接技术提出了迫切需求,并成为镁合金焊接制造发展的重要方向.针对上述需求,围绕镁合金激光诱导电弧复合焊接技术,镁合金活性高效焊接技术以及镁合金与异种金属的连接技术展开系统研究.采用激光诱导电弧复合焊接技术成功实现了镁合金低能耗高效焊接制造,与传统电弧焊接相比显著提高了焊接制造效率,降低了焊接制造能耗.采用激光胶焊技术及激光-电弧复合焊接技术实现了镁合金与铝合金及镁合金和钢铁的高性能焊接制造.上述绿色焊接制造技术研究成果为实现航空镁合金轻量化结构件的设计和制造提供了有力支撑.     

基于视觉传感的焊接过程质量控制

视觉传感系统在焊接生产中的应用,使实时监控焊接质量变得更为稳定可靠.基于视觉传感的焊接质量控制将逐步成为焊接智能化技术的主要发展趋势.本文主要叙述了当前焊接过程质量控制的发展现状,介绍了焊接质量控制系统的基本原理以及视觉传感和控制系统的组成.     

30CrMnSiA钢轴类结构的电子束焊接工艺及力学性能研究

30CrMnSiA钢有较好的力学性能和焊接性能,是常见的航空用材.本课题选取了30CrMnSiA 厚板材和管材进行电子束焊接,研究了12mm和16mm锁底焊接的电子束焊接工艺度电子束焊接接头的拉伸性能,并分析了焊接接头的断裂情况.     

大功率柴油机机架的双机器人焊接技术

介绍了国内外焊接机器人在船舶行业中的应用,分析了大功率柴油机机架的结构及焊接技术要求,设计了机架焊接的双机器人工作站,并阐述了该系统的功能特点.最后,根据相关标准要求,进行了试板的机器人MAG焊接工艺试验研究,并对焊接接头进行了显微硬度试验、超声波探伤检测以及力学性能试验.试验结果表明,焊接接头性能能够满足要求.     

纯铀、二元或多元铀合金的焊接

叙述了纯铀、二元铀合金和多元铀合金的焊接性能及焊接工艺特点,适合焊接铀及铀合金的焊接方法以及在焊接过程中的注意事项.重点讨论了纯铀、铀的二元合金和多元合金的电子束焊接、激光焊接、等离子弧焊接、TIG(氩弧)焊接、固态焊接的工艺研究及其演变过程,描述了不同焊接方法所产生的不同的组织结构,用图表列举了大量的铀及铀合金焊接的力学性能数据.     

薄壁钛合金舱体TIG自动焊

针对TC4钛合金焊接的特点,从氩气保护、电弧高度调节、工艺参数、焊接变形等方面进行了1.5mm薄板TC4钛合金TIG自动焊接试验,获得了外观成形良好、色泽正常的焊接接头,内部质量达到QJ1666-95 I级要求.焊接接头组织及性能的分析结果表明:焊缝区为交叉片状组织,焊接接头的强度可达到基材的强度,接头的塑性约为基材的50%.在此基础上,进行了试验件焊接,焊接质量满足设计指标的要求.     

液压作动筒真空电子束焊

根据液压作动筒具体结构对焊接过程的特殊要求,阐述了如何进行焊接方法的选取、焊接止口设计、工装制造、焊前清理、焊接参数选取等工艺问题.采用真空电子束焊接方法圆满解决了该组件的焊接问题.     

钛合金蜂窝三层结构的扩散焊接研究

介绍了俄罗斯钛合金蜂窝三层结构扩散焊接的研究成果.详细介绍了铝合金、焊接规范选择、接头应力变形状态的分析、模拟计算等,有助于国内钛合金的焊接研究.     

焊接结构的疲劳评定方法

焊接结构的疲劳强度是焊接结构完整性的重要保证.焊接结构的疲劳强度取决于整体结构构造及接头特征等因素,焊接结构的疲劳评定需要考虑焊接接头类型及局部力学行为等不同结构层次的作用.目前已发展了名义应力评定方法、结构应力评定方法、局部应力应变评定方法和断裂力学评定方法.     

钛合金焊接薄板残余应力有限元数值分析

研究钛合金焊接薄板残余应力的大小和分布,对于研究钛合金焊接件的疲劳寿命,具有十分重要的理论和工程实际意义.利用ANSYS分析了钛合金焊接薄板的实际焊接温度场以及应力场的变化和残余应力的分布.计算结果表明,焊接熔合区存在较大的残余拉应力.     

扩散焊接及其在航空航天领域的应用

扩散焊接是制造航空航天构件非常重要的连接技术。本文简略地介绍了它人特点，分类，连接机理，焊接设备以及它们在航空航天领域的应用。     

GH909电子束焊接温度场的有限元分析

采用MARC有限元分析软件对GH909电子束焊接热过程进行了数值模拟.针对电子束焊不同于普通电弧焊的特殊加热方式,提出了小孔内壁受热的能量输入模式.与工件表面高斯分布的能量输入模式相比,该模式考虑了小孔形成对能量吸收的影响,因此所得到的模拟结果更好地反映了电子束焊缝的形状特点.     

工艺参数对2A97T3铝锂合金光纤激光焊接焊缝成形的影响

通过系统的工艺试验研究了1.2mm的2A97T3铝锂合金光纤激光焊接工艺参数对焊缝成形的影响。结果表明:增大焊接热输入会使焊缝熔宽及背宽比增加,其中背面熔宽变化显著,而正面熔宽变化幅度较小;焊接热输入过大时,会出现因焊缝下塌而导致熔宽减小的现象。随着焊接速度和激光功率的增大,形成深熔焊缝的参数范围会越来越窄。在线能量相同的情况下,高速焊所获得的焊缝成形较好,热导焊焊缝硬度明显高于深熔焊焊缝的硬度。     

基于云蚁群算法的高效节能氩弧焊工艺参数优化研究

为在氩弧焊加工过程中提升效率的同时降低能耗,研究了一种氩弧焊高效节能工艺参数的多目标优化模型及算法。首先确定了以焊接速度及焊接电流为优化变量,在综合考虑焊接设备、工件特性、操作方法及焊接质量等约束的前提下,建立了以最小电能消耗以及最短加工时长为优化目标的多目标工艺参数优化模型;提出一种基于云模型的蚁群算法(CBACO)以对所构建的优化模型进行求解,其中包含一种适当的编码方式、一种局部与全局相结合的探索策略、一种基于云模型的变异因子、传统的单点交叉因子、单形交叉因子以及适当的选择策略;通过一个针对某航空器油箱的焊接实例,对所提出的优化模型及算法的实用性进行了验证,结果表明优化参数可在保证加工质量的前提下有效地节省时间60.41%~69.05%,节省电能34.88%~46.30%。     

接触焊机理的探索

探讨了接触焊的机理，提出了以电位差选择电极材料的原则，以及焊接处的接触电阻和母材内阻在焊接中有一定作用，而且焊接处的总热能是各种能量产生的热量之和，焊接的总热量也应包括通电加热产生的热量和断电后（锻压时）产生的热量。     

铜与铜镶嵌非晶体焊料点焊的研究

研究了铜与铜镶嵌非晶体焊料ＱＪＹ－５Ａ、ＱＪＹ－５Ｂ点焊,以及调整点焊温度场来降低焊接区铜的熔点,提高焊接区电能利用率的措施;叙述了铜与铜镶嵌ＱＪＹ－５Ａ、ＱＪＹ－５Ｂ焊料点焊焊核形成过程及特点。     

钛合金T-型结构单面焊背面双侧成形焊接接头组织与性能

应用TIG焊、激光-TIG电弧复合焊工艺,采用单面焊背面双侧成形焊接技术对钛合金T-型结构进行焊接.对两种工艺进行金相组织、拉伸、弯曲、疲劳性能对比试验.研究结果表明,激光-TIG电弧复合焊工艺焊接钛合金T-型结构,近缝区及热影响区晶粒长大倾向明显要小于TIG焊接头,激光-TIG电弧复合焊工艺的明显高于TIG焊工艺,复合焊接的疲劳强度相比TIG焊提高约50％.因此,激光-TIG电弧复合焊工艺焊接钛合金T-型结构综合力学性能优于TIG焊接头.     

BT20钛合金激光焊技术研究

针对2.5 mm厚BT20钛合金进行了CO2激光焊和YAG激光焊研究,结果表明由于激光特性不同,形成的焊缝几何特征不同,当焊接工艺适当,可保证焊接过程的稳定性和焊接接头的质量.在激光自熔焊时主要的焊缝缺陷是咬边,这是由于钛合金物理性能和激光高能束流焊特性所致.这种咬边缺陷不利于焊接接头性能,尤其是接头的疲劳性能和断裂韧性.采用活性剂和填丝焊,以及激光旋扫焊可以改善焊缝咬边缺陷,提高钛合金激光焊接头的力学性能.     

铝锂合金激光焊T型接头残余应力分布特征

分别采用激光焊、激光填丝焊、MIG焊等焊接方法对5A90铝锂合金T型接头进行焊接,然后采用X射线衍射法对其进行残余应力测量,获得了T型接头垂直于焊缝方向不同位置处的残余应力分布,并分析了不同焊接方法对其残余应力分布规律的影响。     

SiCp/Al的熔化焊及高能束焊研究现状

针对SiCp增强铝基复合材料（SiCp／Al）的熔化焊接，尤其是高能束焊接，围绕焊缝成形、有害相Al4C3生成、焊接气孔等影响该类材料焊接质量的若干问题，从形成机理、影响因素、控制措施等方面，综述了该领域的研究现状，指出了今后的研究方向。