机器人激光传感焊接技术在机车蒙皮上的应用

通过对比新八轴机车2.5 mm厚侧墙蒙皮，在不同组对间隙和错边组合下，采用Cloos机器人激光传感焊接后的焊缝成形状态，探究激光传感焊接的最佳参数。试验得出：组对的最佳状态为间隙不大于2 mm且无错边。焊接参数为焊接速度42 cm/min,焊枪角度90°～95°,摆动频率1.84 Hz,坡口偏置10。当组对间隙大于母材厚度时，增加背部垫板可以改善焊缝成形质量；当组对间隙大于2倍板厚时，背部垫板作用明显减弱。     

预留打磨量和打磨温度对钢轨铝热焊接头平直度的影响

首先分析了铝热焊接头焊缝低塌的原因,然后通过现场试验测量初打磨后接头的最高温度、不同终打磨温度下焊缝中心低塌量以及接头冷却过程中温度的变化,分析初打磨轨顶焊筋的预留打磨量、终打磨温度对铝热焊接头焊后平直度的影响.结果表明:焊接60 kg/m钢轨铝热焊接头时,初打磨后轨顶焊筋应预留1.3 mm以上的打磨量;终打磨温度越低焊缝低塌量越小,随终打磨温度降低焊缝低塌量减小幅度逐渐变缓,终打磨温度为300℃时焊缝低塌量较小,终打磨温度低于200℃时焊缝无低塌现象;采用"初打磨+终打磨"的打磨方式可避免铝热焊接头焊缝低塌,提高打磨效率.     

激光焊接技术在不锈钢车体材料焊接中的试验研究

对城轨车辆不锈钢车体材料EN 1.4318和00Cr17Ni7的母材及其激光焊接接头的力学性能和疲劳性能进行试验研究,试验结果表明采用光纤激光焊接制备的焊接接头常规力学性能优于MIG焊焊接接头,疲劳性能接近母材,并且随着搭接焊缝的长度增加,焊接接头表现出的单位长度剪切强度越高。     

不锈钢车体板材搭接与对接激光焊接接头的拉伸断裂行为研究

用1.5mm厚、牌号为301L-DLT、301L-HT的不锈钢冷轧板分别制备搭接部分熔透、无填料对接的激光焊接试件以研究焊缝结构对断裂行为和机械性能的影响。试件激光焊缝的金属柱状晶直径为10~20μm,金相组织为γ奥氏体和少量δ铁素体;焊缝平均硬度为HV 215。实验结果显示:试件的热影响区很窄,晶粒尺寸为20~30μm;301L-HT板材的搭接接头断裂模式为外板拉伸断裂,对接接头为焊缝断裂,2种接头的断裂变形都较小;301L-DLT板材的搭接接头表现为焊缝拉-剪断裂,对接接头为板断裂,2种接头的断裂变形都很大;301LDLT板材焊件的断裂强度略高于301L-HT板材的同类焊件,同一板材的对接接头断裂强度高于搭接接头;301L板材的激光焊缝柱状晶金属的抗弯性能优异,抗拉强度超过800MPa。     

A6N01S-T5铝合金激光-MIG复合焊接头的性能及疲劳寿命分析

采用激光-MIG(Metal-Inert Gas)复合焊对12 mm厚的A6N01S-T5铝合金进行焊接试验,并对焊接接头进行性能测试,结果表明:焊接接头成型良好,无明显气孔及未熔合等缺陷;焊缝组织为典型的树枝状晶的铸态组织,打底层焊缝宽度约2mm,热影响区宽度约9 mm,均明显比盖面层焊缝(约3 mm)和热影响区的宽度(约12 mm)窄,且接头有明显的软化现象;在等幅、等频率交变应力作用下,载荷应力比越大,焊接接头疲劳寿命也就越短。     

钢桥腐蚀斜焊缝十字接头疲劳性能研究

以45°倾角全熔透承载角焊缝十字接头为研究对象,在试件的边缘焊趾附近构造深度分别为1和2mm的2种人工半球形蚀坑,通过疲劳试验和有限元方法分析腐蚀对斜焊缝十字接头疲劳行为的影响。结果表明:当蚀坑深度分别为0,1,和2mm时,在200万次循环加载下斜焊缝十字接头疲劳强度分别为92.4,91.3和70.2 MPa,当蚀坑深度等于或小于1mm时,可以忽略蚀坑对斜焊缝十字接头疲劳强度的影响,但选取斜焊缝十字接头的S—N曲线时应该考虑不同腐蚀程度的影响;蚀坑深度是影响斜焊缝十字接头疲劳强度的主要因素,在蚀坑半径相同情况下蚀坑越深,等效应力越大,应力集中越明显;由于热点应力集中系数与蚀坑深度的相关性要好于深宽比,且非线性函数优于线性函数,因此推荐采用非线性函数拟合热点应力集中系数与蚀坑深度的关系。     

GE柴油机曲轴平衡块焊接工艺分析与研究

GE机车柴油机曲轴平衡块采用焊接方式连接。通过对GE曲轴平衡块解剖试验分析表明:GE曲轴平衡块焊接接头形式为K型对接接头;焊缝未采用全焊透形式;采用强度等级低于母材的焊接材料;采用多层多道焊和先焊中间焊缝再焊端部焊缝等焊接工艺;焊后的热处理工艺为正火处理。根据解剖试验分析结果和焊接工艺分析,进行了焊接试验,试验结果表明,42CrMo与20~#异种钢焊接接头力学性能不低于母材(20~#钢)指标,焊接质量可达到预期要求,为引进、消化、吸收GE柴油机曲轴的制造技术打下了基础。     

不锈钢车体非熔透激光搭接叠焊工艺研究

采用非熔透激光搭接叠焊方法对板厚组合分别为(0. 8+1. 5) mm和(1. 0+2. 0) mm的301L不锈钢板进行焊接,探究不同焊接工艺参数对焊缝形貌及力学性能的影响,结果表明:不锈钢搭接叠焊接头的拉剪强度随焊缝熔宽增大而增加;当焊缝熔宽固定时,拉剪强度随下板熔深增大缓慢增加,当下板熔深为下板厚度的约60%时达到最大值,之后随下板熔深增大缓慢减小;下板熔深对拉剪强度的影响不明显,但对下层板的热影响(氧化色)非常显著,下板熔深达到0. 3 mm就足以满足拉剪强度的要求,为了确保背面无热影响痕迹,当焊缝熔宽满足要求时,下板熔深对于拉剪力的影响可以忽略不计。     

焊后热处理对7075铝合金搅拌摩擦焊接头组织及性能的影响

使用搅拌摩擦焊(FSW)设备对厚度为6 mm的7075高强铝合金平板进行对接试验。采用不同热处理工艺(固溶温度、时效时间)对接头进行热处理,并对不同热处理工艺下的接头进行微观组织观察和显微硬度测试。研究结果表明:7075铝合金FSW接头由焊核区(WNZ)、热机影响区(TMAZ)及热影响区(HAZ)组成,WNZ为细小均匀的等轴晶组织;热处理后接头WNZ部分晶粒发生粗化;随着固溶温度的升高,晶粒粗化程度增大;随着时效时间的延长,WNZ晶粒粗化程度变化不明显;FSW接头显微硬度分布呈"W"型,热处理后接头显微硬度均有不同程度的升高,随着时效时间的延长,接头的显微硬度先增大后减小;固溶温度490℃、时效温度120℃、时效时间24 h是厚度为6 mm的7075铝合金FSW接头的最佳热处理工艺参数。     

钢桥对接焊缝残余应力及变形场数值分析与试验验证

为研究钢桥对接接头焊接残余应力及变形场的分布规律,基于ABAQUS软件建立16mm厚Q345qD钢板多层对接焊三维有限元模型,对焊接残余应力及变形场进行模拟预测,并对模拟结果进行试验验证。结果表明焊接残余应力和变形的数值模拟结果与试验实测值吻合较好。对接接头纵向焊接残余应力沿垂直于焊缝方向成拉-压分布状态,其最大值位于热影响区,约为350 MPa,接近材料的屈服强度;纵向残余应力在距焊缝中心60mm范围内为拉应力。横向焊接残余应力的应力水平相对较低,最大值约为100 MPa。焊接变形主要以平面外变形为主,变形模式为马鞍形,最大变形值发生在试板中部远离焊缝中心的外边缘。     

铁路货车车体用TCS铁素体不锈钢焊接性能研究

铁素体不锈钢在国外已大量应用于铁路车辆。我国研制的TCS铁素体不锈钢母材力学性能良好。焊接接头的热影响区硬度没有明显下降,焊接接头整体的抗拉强度高于母材。经过焊接热循环,焊接热影响区存在0.5~0.7 mm的粗晶粒区,晶粒度只有1~3级。这一区域的低温韧性较低。     

大轴重下钢轨铝热焊接头伤损原因与改进措施

通过宏观形貌观察、化学成分测试、踏面硬度测试、显微组织观察、扫描电镜分析、能谱成分测试等方法,结合铝热焊接头服役过程中的平直度数据,对35.7 t轴重重载试验条件下半径350 m曲线上股的铝热焊接头伤损进行分析,并对铝热焊焊接工艺进行优化试验.结果表明:断口裂纹源附近的疏松缺陷是焊接接头轨距角剥离裂纹伤损产生的原因;焊...     

基于BP神经网络的激光叠焊焊接接头熔深预测研究

分析了激光功率、焊接速度和离焦量3个焊接参数的变化对激光叠焊焊接接头熔宽和熔深的影响,证明了熔宽和熔深的变化规律具有一致性。利用焊接参数和超声波检测信号建立了BP神经网络模型,模型验证结果表明,熔深预测的最大偏差不超过0.1 mm,最大相对误差为3%。所建立的BP神经网络预测模型满足实际应用中对激光叠焊焊接接头熔深测量要求。     

钢轨闪光焊接头灰斑特性及成因分析

灰斑是钢轨闪光焊接头中常见的缺陷,对钢轨焊接接头质量有直接的影响.本文通过研究挤出瘤中的夹杂物组织及其形态,并在钢轨闪光焊完成预热烧化后终止焊接作业,取样分析,以探究灰斑的形成原因.结果表明:焊接过程中熔融金属与氧发生反应,各种成分通过扩散作用不断聚集,最终在焊缝局部区域形成硅酸盐夹杂物.受焊接工艺影响及夹杂物流动性差异,顶锻阶段少部分夹杂物未被挤出,从而在焊缝内部形成灰斑.     

铁道车辆车体结构用的最新焊接技术

铁道车辆车体要求高安全性、高可靠性、高尺寸精度、外观精致及质量稳定,而焊接作业是生产的关键技术之一.本文从车体制造要求的新型焊接工艺入手,介绍了FSW(摩擦搅拌接合)、激光-MIG混合焊接法在铝合金车体上的应用,同时,就新型焊接工艺在难燃镁合金构件上的应用研究也做了评述.     

铁路车辆用6005A大型铝型材焊接性能研究

采用进口ER5356焊丝和自制Al-Mg合金焊丝对车辆用6005A大型铝型材进行了焊接,对焊接接头组织与性能进行了分析和研究。结果表明,6005A大型铝型材焊接接头最薄弱的部位位于离焊缝中心约15～20mm的热影响区内的软化区,软化区产生的主要原因是该区强化相粒子在焊接热循环过程中发生过时效,产生聚集粗化。     

钢材层状撕裂及抗层状撕裂焊接接头的设计

钢材层状撕裂是焊接钢桥中一种非常危险的缺陷,通常发生在角焊接头处。钢材中夹杂物的数量、分布和形态以及基体金属的塑性和韧性是影响层状撕裂的钢材因素。钢材中含硫量越多,夹杂物以片状形态大量密集于同一平面,发生层状撕裂的倾向就越大。钢材的刚度越大、板越厚,越容易产生层状撕裂。相同板厚、相同焊接方法条件下,焊缝断面越大,越易产生层状撕裂。角焊缝接头中选择贯通板,T型或十字型焊接接头中选择不熔透或部分熔透角焊缝,热加工时避开蓝脆温度和红脆温度,冷加工时确保一定的曲率半径(大于15倍板厚),改善隅角焊的坡口形式,用小线能量焊接取代大能量焊接,采用低强度焊道打底、焊前预热等,均可抑制层状撕裂的发生。同时,给出日本和Eurocode3的层状撕裂评定方法和Z向钢的选材标准,以便设计和制造人士准确把握。     

用于钢轨焊接接头补强的环氧类胶粘剂研制与应用

介绍用于轨道交通钢轨焊接接头补强的聚氨酯改性环氧胶粘剂的研制,并介绍其性能及在工厂的应用情况。该胶粘剂可在室温固化并具有较好的胶接性能、耐介质性能和耐湿热性能,使用温度为-55~70℃,可用于轨道交通钢轨焊接接头的补强和伤损修复。     

焊缝余高对A7N01P—T4铝合金焊接接头疲劳性能的影响

分别对4mm厚A7N01P—T4铝合金板材平滑对接焊缝试件和带余高对接焊缝试件进行了疲劳试验和分析。结果表明在10^7循环次数下。平滑对接焊缝的疲劳强度为120MPa,带余高对接焊缝的疲劳强度为90MPa。由焊缝余高造成的截面突变会引起应力集中,会削弱焊缝的疲劳强度。     

国内外不锈钢车体点焊、弧焊缝疲劳机理与评估研究

基于不锈钢车体的研发生产过程,分析阐述了疲劳中最为关键的点焊、弧焊缝的疲劳机理。对比分析了国外相关标准中点焊、弧焊缝疲劳评估方法,并依据标准阐述了具体接头类型的评估。