窄间隙焊接

摘要： 针对当前大量焊接结构采用对接接头形式,存在焊缝宽度影响结构表面残余应力分布的问题,课题组结合有限元仿真软件ABAQUS建立了一种利用双椭球摆动热源进行窄间隙焊接的平板对接模型,并使用焊缝非线性的热弹塑性有限元法,计算出Q235A钢在4种不同焊缝宽度下对接焊接接头的残余应力分布。计算结果表明:小尺寸焊缝宽度的对接接头在焊缝中心和热影响区存在超过屈服强度级别的残余拉应力;大尺寸焊缝宽度则会导致不利的横向残余拉应力。因此,在进行焊接结构设计时,选取中等焊缝宽度可以提高焊接结构的力学性能。

摘要： 本文对窄间隙焊接技术在机车转向架空心轴自动化焊接上应用进行研究,制订合理的焊接工艺并对接头性能进行试验,试验结果显示采用优化后的焊接工艺焊缝外观良好,力学性能达到标准要求,且空心轴焊接生产效率显著改善。

摘要： 采用窄间隙焊接技术焊接窄而深的坡口,可大幅度减少焊接材料填充量和焊接热输入,具有优质高效的特点,已成为厚壁结构常用的焊接成形制造工艺。近年来,随着现代工业装备及国防装备的日趋大型化、高参数化,对热输入敏感的厚板、超厚板(以下统称厚板)高性能金属结构的应用也越来越广泛,对焊接工艺的要求也越来越高。相比成熟的窄间隙埋弧焊,窄间隙熔化极气体保护焊和窄间隙非熔化极气体保护焊等窄间隙气体保护焊,因其具有低热输入、低热损伤的优势而受到重视。总结了窄间隙气体保护焊接技术研发中亟待解决的侧壁熔合、焊缝跟踪等问题,并针对窄间隙气体保护焊高质量和高效率平衡的难题,阐明了激光+电弧复合热源窄间隙焊接技术的特点,并说明激光+电弧复合热源窄间隙焊接技术在热敏感材质厚壁结构的优质高效、低热输入、低热损伤焊接的技术优势,并指出该工艺具有良好的窄间隙焊接高质量与高效率平衡能力。

摘要： 填充丝垂直位置多层窄间隙激光焊接中,熔合不完全、气孔和熔体流挂是常见的缺陷.研究表明,垂直向上激光焊接比垂直向下焊接对气孔的敏感性低,而提高焊接速度可以提高焊接稳定性,降低气孔形成的可能性.对于热丝激光垂直焊,表面张力转移方式能有效地保证填充丝的预热,实现稳定的焊接过程.小孔稳定性和熔体流动随焊接方向而变化.熔滴流挂缺陷是常见的缺陷,其主要原因是激光能量集中,容易导致焊缝不连续.激光振荡技术增大了激光熔覆面积,促进了填充丝与母材的润湿行为.在适当的工艺参数下,焊缝宽度增大,焊缝金属表面呈凹形.窄间隙焊接可以在离焦量较小、激光功率较低的情况下进行,采用热丝垂直上下窄间隙激光振荡焊接,完成了板厚20 mm的焊接接头.

摘要： 结合S890高强度无缝钢管在液压支架立柱中的应用,对S890高强度无缝钢管材料成分、热处理工艺、焊接工艺等进行研究分析.使用JMatPro仿真软件计算分析材料的过冷奥氏体转变过程,确定了材料淬火温度,并采用试验分析的方法,分析不同回火温度对组织和机械性能的影响,确定了最佳回火温度.同时,对S890的焊接性及冷裂纹敏感性进行分析,采用窄间隙焊接工艺,进行了焊接工艺试验,确定了焊接工艺.

摘要： 随着抽水蓄能机组单机容量的不断增大,机组关键部件座环用钢板厚度和焊接量越来越大.为实现大型抽水蓄能机组座环的机器人焊接,降低人工劳动强度,对座环固定导叶焊接结构进行创新设计,将复杂不规则的异形焊道改为简单的直线形焊道,将常规K型坡口设计为窄间隙I型坡口,通过对适用于T型接头窄间隙坡口焊接的L型窄间隙MAG焊枪系统进行设计与参数试验研究,并集成机器人窄间隙焊接系统,开发出了一套成熟的多机器人窄间隙MAG焊接工艺,成功应用于大型抽水蓄能机组座环的焊接,提高了座环机器人焊接效率及质量可靠性,降低了焊接劳动强度.

摘要： 为了探究窄间隙摆动电弧焊接过程中窄间隙坡口对电弧形态的影响,课题组以实际焊接工艺为依据,利用磁流体动力学理论建立了窄间隙焊接电弧燃烧侧壁的三维对称数学模型.通过对FLUENT自定义函数(UDF)二次开发,实现了对窄间隙焊接电弧的数值计算,且计算的电弧形态与试验结果吻合良好;获得了窄间隙焊接电弧的流场及温度场分布规律.计算结果表明:远离侧壁处电弧的磁感应强度大于靠近侧壁处电弧的磁感应强度;引起了等离子流场、压力场及温度场向侧壁偏转;由于窄间隙焊缝形貌影响,电弧底部等离子体沿熔池切线向焊缝凹面底部运动,并影响熔池上方电流密度及温度场的分布.

摘要： 采用2种焊接工艺参数对EH40微合金化钢进行摆动电弧窄间隙MAG焊,研究了填充厚度对热影响区粗晶区亚区分布的影响,并考察了焊接接头的力学性能.研究结果表明,摆动电弧窄间隙MAG焊适用于微合金化钢的窄间隙焊接,焊缝成形良好,未见未熔合等缺陷.填充厚度较大时,热影响区各亚区变化规律为未变再热粗晶区(UACG-HAZ)-过临界再热粗晶区(SCRCG-HAZ)-临界再热粗晶区(IRCG-HAZ)-粗晶区(CG-HAZ);填充厚度较小时,热影响区各亚区变化规律体现为SCRCG-HAZ到IRCG-HAZ.拉伸试样全部在母材处断裂,室温冲击吸收能量均能满足要求,摆动电弧窄间隙MAG焊工艺可以获得力学性能优良的EH40钢窄间隙MAG焊接头.

摘要： 高服役性能装备大型构件具有大壁厚、多结构及高服役环境等特点,在海工装备、国防建设等领域得到了广泛应用,电弧焊是此类结构常用的焊接方法,其焊接效率慢、热输入及变形大等特点限制了其发展前景.目前高能束激光作为热源,被广泛应用于厚壁构件的焊接领域.介绍大功率激光器特点及其在焊接技术方面的发展现状,分析大型厚壁构件制造领域中常用的高功率激光自熔焊、窄间隙激光-MIG电弧复合焊和窄间隙激光填丝焊先进激光焊接技术特点和应用现状.其中,窄间隙激光填丝焊接具有可焊厚度大、适应性强、变形小等优势,被认为是厚壁构件焊接合适的方法之一.在此基础上重点介绍窄间隙激光填丝焊亟待解决的关键技术,并分析全位置窄间隙激光焊接的技术特点,总结和展望了激光焊技术在厚壁构件制造领域的发展前景.

摘要： 窄间隙焊接因采用窄且深的U型或者I型坡口,在焊接厚板时具有焊接效率高、焊接填充量少及焊接变形少等诸多优势,在大型厚壁高强钢结构制造领域具有很好的应用前景.由于窄间隙焊接中电弧与坡口侧壁几乎平行,造成电弧无法对侧壁直接加热,易出现侧壁未熔合缺陷,严重影响了大型高强钢结构的服役安全.通过对窄间隙焊接技术研究现状的分析整理,综述并比较常用的侧壁熔合控制技术与方案,分析了其优缺点.分析结果 表明,目前已经开发了旋转电弧、双电弧、带状电极、复合热源及摆动电弧等多种侧壁熔合控制技术,在一定程度上解决了侧壁未熔合问题,并且在压力容器、厚壁管道等领域获得了应用.最后对该方向的研究进展进行了总结,并对其发展方向进行了展望.

摘要： 缆式焊丝是一种新型焊接材料,荣获3个省部级二等奖、2个国家级自然科学基金、4个巨大创新.缆式焊丝电弧具有独特的自旋转特性,电弧推动熔池旋转扩张性好,能有效用于大厚板窄间隙焊接工艺;该工艺具有良好的侧壁和层间熔合性,无需复杂的熔合控制技术,同时有着质量可靠、效率高、工艺便捷、设备简单等优势,在经济性和技术上具有巨大优势.

摘要： 在核电越来越广泛应用厚壁钢管或钢板的背景下,本文从工艺特征、焊缝力学性能、焊接残余应力和变形、生产成本等方面阐述窄间隙焊的经济和技术特性;窄间隙焊接头的残余变形和应力小,接头的力学性能好,且可降低成本.此外,对核电站主管道窄间隙焊接与传统手工焊接方法进行比较,结果表明第三代核电主管道采用窄间隙自动化焊接更具优越性.

摘要： 本文研究分析了压水堆核电站一回路主管道现场安装采用窄间隙焊接与手工焊在坡口、焊接材料以及焊接接头的无损榆验等方面的差别，分析结果表明国内压水堆核电站一回路主管道现场安装采用窄间隙TIG自动焊技术上基本可行。

摘要： 针对厚壁管钻具难以进行摩擦焊接的现状,研制了一种厚壁管钻具窄间隙焊接专用机.该专用机由焊接机床、窄间隙熔化极脉冲氩弧焊接系统、钻具输送系统和控制系统等部分组成,可实现方钻杆、钻铤等厚壁管钻具的自动焊接修复.经检验,焊缝的最低冲击功为20 J以上,平均冲击功为26 J,焊缝抗拉强度为800 MPa,屈服强度为630 MPa.

摘要： 利用局部韧性断裂准则、埋弧窄间隙焊接工艺、缺口拉伸试验、电子显微分析方法研究了压力容器用钢BHW35埋弧窄间隙焊接接头各特征区的断裂韧性参数,分析了在外载荷作用下各特征区裂纹形成、扩展及断口形貌特征.结果表明,采用H10Mn2NIMoA焊丝作为填充材料,BHW35钢焊接接头具有较大脆性,焊缝、CGHAZ、熔合区的断裂韧性值比较接近,但是熔合区和CGHAZ的断裂韧性值相对较低,裂纹起源于非金属夹杂与基体脱粘或夹杂物自身开裂,经稳定扩展而导致接头断裂.

摘要： 随着国民经济的高速发展,在船舶及海洋工程、钢结构及桥梁、核电及压力容器、工程机械及电力设备等行业,用户产品向着结构复杂化、大型化、性能高参数化等方向发展.体现在制造层面,材料强度不断提高、品种不断丰富、容器壁厚体量不断增大,焊接过程及质量要求越来越严苛,从而导致传统方式下焊接工作量急剧提高,材料消耗增多、生产周期加长、效率及质量降低.多年来,唐山开元集团专注于焊接新技术与自动控制技术的研究,研发与应用了多种高效焊接技术,涉及TIG、MIG/MAG、SAW及窄间隙焊接等领域,为用户实现高质量、高效率生产的同时显著降低了制造成本.本文针对KAIYUAN高效焊接技术的研发与实际应用案例进行介绍.

摘要： 本文对高压容器大厚度壳体窄间隙预热焊丝埋弧焊焊接规范参数的选择作了讨论和试验.指出在焊机承载能力允许的条件和满足窄间隙焊接的特殊要求的前提下要用尽可能大的电流,同时相应增加焊接速度,能达到高效率、高质量、低成本、低消耗的效果.

摘要： 对56mm 厚Ti-6Al-4V 进行了磁控窄间隙TIG 焊试验,对接头的力学性能进行分析,其中包括拉伸性能、冲击性能及硬度.结果发现焊缝的强度及硬度都高于填充金属的原始性能值,这是通过针状组织的啮合强化效果来实现的.而由于焊缝横截面沿厚度方向上的内应力分布导致后焊侧的中心线附近的强度及韧性明显高.介于表层及中心层之间由于拉应力的存在而导致其强度及韧性较差,而面层由于没有内应力的存在而使得其强度和韧性介于前两者之间.同一位置深度上,焊接热影响区熔合线附近的硬度最高.这是由于大量蓝网状分布的针状α相存在的原因.

摘要： 对56mm 厚Ti-6Al-4V 进行了磁控窄间隙TIG 焊试验,对接头的力学性能进行分析,其中包括拉伸性能、冲击性能及硬度.结果发现焊缝的强度及硬度都高于填充金属的原始性能值,这是通过针状组织的啮合强化效果来实现的.而由于焊缝横截面沿厚度方向上的内应力分布导致后焊侧的中心线附近的强度及韧性明显高.介于表层及中心层之间由于拉应力的存在而导致其强度及韧性较差,而面层由于没有内应力的存在而使得其强度和韧性介于前两者之间.同一位置深度上,焊接热影响区熔合线附近的硬度最高.这是由于大量蓝网状分布的针状α相存在的原因.

摘要： 对56mm 厚Ti-6Al-4V 进行了磁控窄间隙TIG 焊试验,对接头的力学性能进行分析,其中包括拉伸性能、冲击性能及硬度.结果发现焊缝的强度及硬度都高于填充金属的原始性能值,这是通过针状组织的啮合强化效果来实现的.而由于焊缝横截面沿厚度方向上的内应力分布导致后焊侧的中心线附近的强度及韧性明显高.介于表层及中心层之间由于拉应力的存在而导致其强度及韧性较差,而面层由于没有内应力的存在而使得其强度和韧性介于前两者之间.同一位置深度上,焊接热影响区熔合线附近的硬度最高.这是由于大量蓝网状分布的针状α相存在的原因.

摘要： 一种中高强度大厚度构件电磁控制窄间隙或超窄间隙脉冲射流熔化极气体保护焊接方法与设备，使用电磁线圈(3)通过励磁电源(10)提供励磁电流，产生外加磁场，在窄间隙或超窄间隙、高送丝速度、熔滴射流过渡和脉冲焊接电流的条件下，对中高强度大厚度构件实现电磁控制高熔敷率脉冲旋转射流熔化极气体保护焊接过程。本发明的设备包括励磁电源、励磁设备、辅助设备和水冷系统，励磁设备是带导磁铁芯(5)或不带导磁铁芯的励磁线圈(3)，固定在焊炬喷嘴(6)上，位于工件(9)上方；通过励磁电源(10)提供励磁电流，产生时变或恒定电磁搅拌磁场，该磁场综合控制焊接电弧、焊丝熔化、熔滴过渡、熔池流动、焊缝凝固过程，最终形成优质焊缝。

摘要： 本发明提供了一种窄间隙激光‑TIG电弧复合焊接装置及焊接方法，焊接装置包括焊枪体、摆动焊枪组件、焊丝送丝加热组件和送气组件，摆动焊枪组件包括焊枪转轴、步进电机、大齿轮、小齿轮、上绝缘套、下绝缘套、钨极夹和钨极，步进电机安装在电机连接座上，小齿轮安装在步进电机的输出轴上，大齿轮安装在焊枪转轴上，小齿轮和大齿轮啮合，焊枪转轴通过上绝缘套和下绝缘套安装定位在焊枪体上，钨极通过钨极夹安装在焊枪转轴的末端；焊丝送丝加热组件送丝并加热；焊接电弧与激光束的聚焦点共同作用于同一焊接熔池区域，送气组件将焊接保护气体输送到焊接电弧区域。本发明提高产品质量、焊接效率、降低焊接成本、减小焊接变形、精准控制焊缝熔宽。

摘要： 本发明涉及一种适用于超窄间隙的GTAW焊接系统及焊接方法，属于窄间隙焊接技术领域，装置包括氩弧焊焊接电源、TIG焊枪、焊接小车、送丝装置、气保护装置；TIG焊枪包括旋转电机、旋转钨极、导电系统、送气系统，旋转电机通过中心旋转轴带动旋转钨极旋转，旋转钨极为非轴对称钨极，导电系统用于与氩弧焊焊接电源连接并提供电力，送气系统用于向焊枪内提供保护气；TIG焊枪固定设于焊接小车上，由焊接小车带动TIG焊枪移动；送丝装置与焊枪同步移动；气保护装置为壳体，罩于待焊工件上方，本发明可适用间隙6mm以下的超窄间隙，焊接过程电弧稳定燃烧、侧壁有效熔合，可以降低热输入，适用全位置焊接，实用性高。

摘要： 本发明涉及公开了一种应用于窄间隙焊接控制焊枪摆动模式的磁控等离子弧焊焊接控制方法，该方法主要由磁控可调摆动模式窄间隙焊枪和脉冲信号发生器组成的窄间隙焊接控制系统实现。使用磁控可调摆动模式窄间隙焊枪附带的相位式激光测距传感器、CCD图像传感器、电弧传感器对焊缝层次、位置及熔池形态进行智能监控与测算，结合电压传感器、比较器进行分析比较，综合判定焊枪临近侧壁后，调节励磁装置，使磁控可调摆动模式窄间隙焊枪按照设定摆动模式及轨迹进行焊接，解决窄间隙焊接侧壁熔合情况不佳的问题并实现多层多道焊焊道规划。

摘要： 本发明提供了一种用于窄间隙焊接的装置及焊接方法，所述装置包括焊枪和加热部，所述焊枪包括至少两个并排设置的导电嘴，所述装置还包括分别用于向至少两个所述导电嘴输送焊丝的送丝部，所述加热部用于通过脉冲加热的方式对所述导电嘴中的焊丝进行加热，减少了焊接电弧对焊丝的热输入，增大了焊接电弧对窄间隙侧壁的热输入，同时还能够改变熔池流动的行程，从而有效地提高了焊接效率，极大地降低了焊接完后出现侧壁不熔合的可能性，从而获得高质量的焊缝。

摘要： 窄间隙焊接夹具单元，包括用于基座，在基座上靠近两端分别设置有一套可调角度窄间隙焊接装置，可调角度窄间隙焊接装置包括连接在基座上的二维滑台，在二维滑台的末端滑动块上连接有焊枪夹，焊枪夹通过锁紧螺母转动连接在二维滑台的末端滑动块上，焊枪下部外周具有陶瓷保护套。电解铝钢爪的窄间隙焊接方法，包括以下步骤：（1）将各方钢夹紧；（2）将各圆钢放置于工件台夹具上，并使圆钢截面与方钢截面夹角为7‑‑9度；（3）调整焊枪一和焊枪二的角度和距离，（4）按照设定工艺进行每层的焊接；直至焊缝焊满。本发明可实现电解铝钢爪焊接过程自动完成，降低人工成本，提高效率。

摘要： 本发明涉及一种窄间隙/超窄间隙气体保护(MAG/MIG)自动焊接设备及焊接方法。设备包括送丝机构，其上部安装丝盘，下部安装三维自适应对中装置，该对中装置下部固定板式焊枪，该板式焊枪下部安装自适应对中传感器，焊枪下部中间有气体分流装置，该分流装置下部与保护喷嘴连接；还有焊枪高度调节机构。焊接方法步骤包括确定焊接坡口形式和尺寸、焊丝侧偏角、熔敷方式、确定根部间隙及各焊层的热输入功率，以及焊接参数。本发明优点：能实现各种窄间隙/超窄间隙焊接坡口条件下的自适应智能跟踪焊缝轨迹，具有超低的焊接飞溅率，能高效率可靠保护各种焊接工艺条件下的焊接高温区，设备经久耐用，焊接质量高、稳定可靠、工作效率高、大幅度降低焊接生产成本。

摘要： 本发明公开了一种可用于双向焊接的激光窄间隙焊的焊接装置及其焊接方法。所述可双向焊接的激光窄间隙焊接装置包括固定在机器人手臂上的激光头，激光头通过光纤与激光器相连，所述激光头上方固定有连接部，左送进机构和右送进机构通过连接部对称分布在激光头两侧；所述左送进机构和右送进机构均包括送气控制模块、送气铜管、送丝控制模块和送丝铜管。本发明焊接装置及焊接方法实现了激光窄间隙焊的双向焊接，提高了焊接效率，增加了窄间隙激光焊接的稳定性，避免焊接缺陷。

摘要： 一种适用于厚壁钛合金构件超窄间隙焊接的高效焊接方法。本发明属于焊接技术领域。本发明为解决现有厚壁钛合金构件超窄间隙激光填丝焊接存在的效率低的技术问题。方法：步骤1：加工坡口，预处理，装夹；步骤2：在惰性气体保护下进行激光填热丝焊，焊丝为多股绞合焊丝，通过热丝装置对焊丝进行加热，激光束与板材法线呈第一夹角，焊丝与板材呈第二夹角，激光束入射点与焊丝端部无间距设置；步骤3：清理焊道后重复单层单道焊接，直至焊缝填满，完成焊接。本发明的方法与热实心焊丝相比，电阻热可以增加4.52～11.12倍，送丝速度增加约2～3倍，熔敷效率提升约2～3倍，填充道数减少1～2倍，大幅提高焊接效率，降低废品率，可以实现在工业上大范围推广应用。

摘要： 本发明公开了一种基于磁控电弧GTAW窄间隙焊接的双丝焊接装置及利用方法，装置主要包括电磁线圈、导磁磁极、送丝机构、导电送丝管、送丝管限位器，焊丝限位器，外置稳流电源及焊枪主体。本发明借助使电弧发生偏转的磁场分布，在磁弧摆动窄间隙GTAW焊接过程中，通过对焊丝通入直流电，使通电导线在安培作用下左右摆动，因电弧摆动与焊丝置于同一磁场，故两者摆动频率相同，并可借助不同规格焊丝限位器控制焊丝摆动幅度，最终实现窄间隙焊接。该装置结构简单、使用和调节方便，能使两种不同类型、尺寸的焊丝以不同填丝速度及摆动幅度送入熔池，因此可以有效利用电弧能量，增加熔覆效率，促进两种焊丝融合，通过引入不同元素实现窄间隙焊接组织调控。