大型邮轮薄板激光复合焊接数值模拟与参数分析

近年来,邮轮建造中越来越多地使用4 mm～8 mm薄板结构以减小生产和运营成本。薄板的大量使用使得焊接变形问题更加严重,因此激光复合焊接等热输入小的焊接方式在邮轮等薄板船舶上的需求不断提高。然而,由于国内邮轮制造业和船舶激光复合焊接工艺起步晚,对激光复合焊接中的关键参数与焊缝成型等的关系研究不足。文章建立邮轮薄板激光复合焊接的热弹塑性模型,并结合试验结果对焊接速度、激光功率、光丝间距、送丝速度、基电流和峰电压等关键焊接参数对焊缝成型的影响进行探究。结果表明：激光参数和电弧参数通过影响2种热源之间的协同效应来影响焊缝形貌;送丝速度和峰电压对余高等焊缝特征尺寸的影响较大,当送丝速度过大时,会加剧气孔等缺陷的产生。     

激光复合焊工艺参数选择

针对激光复合焊首次应用于船舶制造,参数众多,缺少针对性试验的问题,进行多参数调整、多次对比试验,分析各项参数对激光复合焊质量的影响,结合试验数据提出各项参数的合理范围,确定的重要参数有激光功率、激光吸收率、焦点位置及光丝间距,与电弧相关的参数有焊接速度、送丝速度,以及过渡形式,各项参数的参数调整会直接影响到复合效果,进而影响焊接质量。     

船用5083铝合金激光-MIG复合焊焊接工艺研究

激光-MIG复合焊接技术在船用铝合金的焊接中具有热输入量集中、焊接效率高和焊后工件变形小等优势,有重要的工程应用价值。针对5 mm的船用5083铝合金,采用激光-MIG复合焊方法进行了焊接试验,研究了焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律。结果表明激光功率、焊接速度和光丝间距对焊缝成形有重要的影响。     

中厚度船用钢焊接技术发展现状

从电弧焊技术、埋弧焊技术、气体保护焊技术、搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding，FSW）技术和激光焊技术等方面，对比中厚度船用钢各种焊接技术的特点和应用基础。研究发现，基于船用钢材料本身的裂纹敏感性和焊接厚度的增加，中厚度船用钢焊接技术应向激光-电弧复合焊发展，以解决现有焊接技术的焊接难点。     

激光电弧复合焊焊接工艺在邮轮上的应用研究

激光电弧复合焊克服了传统电弧焊和激光焊的缺点,其良好的焊接特性及可控的焊接成本,使其完全满足邮轮上层建筑建造的技术要求,即：焊后上层建筑外板平整、线型流畅和焊缝成形美观等,且焊接成本应在可控范围。由于目前船级社规范以及国内相关标准尚未制定出可执行的激光电弧复合焊焊接工艺认可的技术要求,制约了激光电弧复合焊在我国邮轮建造领域的应用。为了获得科学合理的激光电弧复合焊焊接工艺认可的工艺技术参数,通过焊接工艺试验,就激光电弧复合焊的特性、焊接设备的选配、试验所用的钢板和焊接材料进行了详细介绍;经对焊接工艺试验数据的分析研究,获得并建立了激光电弧复合焊焊接工艺认可所需的最佳可控的焊接工艺技术参数。这些工艺技术参数不仅能帮助船厂顺利完成激光电弧复合焊焊接工艺计划书等焊接工艺文件的编制、焊接工艺试验的实施及其认可,也能为完善规范提供参考,同时还为激光电弧复合焊在我国建造的邮轮上得以顺利实施提供技术支持。     

基于模糊算法的埋弧焊控制系统

以埋弧焊 (SAW )作为控制对象 ,在综合考虑了焊接电流、电弧电压以及送丝速度要求的基础上 ,采用模糊控制算法来分别控制电源的恒流外特性和恒压外特性 ,使本系统具有等速送丝和变速送丝两种焊接特性     

船用薄板机器人激光复合焊接工艺数据库设计

针对焊接工艺数据的高效管理与应用需求，设计船用薄板机器人激光复合焊接工艺数据库。基于焊接工艺设计、焊接工艺评定和焊接生产加工等3个场景，该系统由数据信息管理、焊接工艺定义、标准系统查询、实例检索推理、数值模拟验证、焊接工艺规程(Welding Procedure Specification, WPS)制定和焊接工艺反馈等7个功能模块组成，对于解决激光复合焊接的数据管理问题和需求具有重要意义。     

JH型轻便式薄板自动焊机

船舶建造中的薄板焊接以往采用手工焊接或用仿苏EA-1000型焊机进行埋弧自动焊接。然而,采用手工焊接,钢板变形严重;笨重的仿苏EA-1000型焊机又存在移动不方便、准备工作也过于麻烦的缺点,不受焊工的欢迎。特别是由于过去薄板埋弧自动焊都采用机下轨道,当钢板在焊接中受热变形时,轨道不能跟随产生相应变形,使焊丝伸出长度产生较大变化,造成电弧电压和电流的不稳定,影响焊接质量,也容易焊穿。同时,薄板焊接本身速度快,容易产生气孔,加上它采用的是直径为3～5毫米的粗丝,电流密度小,气孔就更容易产生。为了适应造船工业发展的需要,我们在原     

激光功率对激光-电弧复合焊接头成型的影响

采用激光-电弧复合焊(Laser-Arc Hybrid Welding,LAHW)技术对6.0 mm厚的AH36钢板进行复合焊接,分析不同激光功率对焊接接头成型的影响,并对最优参数的焊缝进行力学性能分析.焊接缺陷主要表现为:在激光功率偏小时,焊缝背部不完全熔透;在激光功率偏大时,焊缝正面出现咬边和凹陷;在激光功率为44...     

船舶高效焊接工艺及存在的问题

通过对国内大型船厂的调研，总结了焊条电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧焊、不锈钢焊、活性气体保护焊等国内船舶制造中的主要高效焊接，同时介绍了焊接机器人、激光——电弧复合焊、搅拌摩擦焊等高新焊接技术以及当前亟待解决的大厚度钢板的焊接、薄板焊接、焊接机器人开发、焊接精度控制等焊接工艺问题。     

国外船舶焊接技术发展近况

焊接技术是船舶工业的关键技术之一.本文从焊接工艺、焊接设备和焊接质量控制等3方面介绍了近期国外发达国家在焊接技术上的发展.在焊接工艺方面介绍了激光 - 电弧混合焊接工艺和搅拌摩擦焊接工艺;在焊接设备方面介绍了目前美国使用的便携式脉冲气体保护焊系统和移动式激光电弧混合焊系统以及日本机器人技术在焊接设备上的应用;在焊接质量控制方面介绍了数字化检测技术和焊接变形预测和控制技术.     

药芯焊丝CO2焊焊道几何尺寸的数学模型

采用相对因子技术，建立了药芯焊丝ＣＯ２焊焊道的几何尺寸和形状关系垢数学模型，它是电弧电压，焊接电流，焊速，喷嘴的放置距离和焊枪角度之间的函数，据此，可利用计算机预测焊道几何尺寸，为进一步优化焊接参数作了理论和准备。     

几种交流TIG焊电弧稳定性的比较研究

交流TIG焊接电源可用来焊接铝、镁等表面有致密氧化膜的金属。该电源电弧容易引起周期性的熄灭和引燃,因此如何保证电弧稳定燃烧成为关键。其电弧稳定与否,主要取决于电流过零瞬间的电弧空间电离度、电极发射电子能力及再引燃电压的上升速度。文中比较研究了几种交流TIG焊电弧稳定性机理,并提出了提高电弧稳定性的有效措施。     

自动化焊接技术在薄板成型中的应用

结合某型高速船钢质结构的建造,阐述了在薄板焊接成型质量控制过程中,针对船体建造流程和船体结构特点,制定详细的焊接施工工艺。通过采用多种自动化焊接方式以及不同焊接方式的组合,有效控制了薄板的焊接变形,使该船薄板结构的整体成型效果达到了国内领先水平。总结的大量自动化焊接技术在薄板成型中的应用经验,可供业内同行参考使用。     

薄板单面焊双面成形技术在船体焊接中的应用

薄板单面焊双面成形技术是一种在薄钢板结构对接接头背面加陶瓷衬垫进行气体保护焊的工艺方式,这种工艺方式不仅取消了焊缝反面碳弧气刨清根工序,而且改善了根部焊道的成型质量及施工环境,大幅提高生产效率。     

船用A36钢激光-GMAW复合焊焊接工艺

通过试验采用激光-GMAW复合焊,将激光焊和GMAW焊结合起来,可焊接较厚的钢板,由于熔深的增加,能量输入也相应增加,硬度值相应地低于单独采用激光焊的硬度值。试验结果表明,试验钢板以对接接头形式焊接,在改变坡口形式、坡口间隙的情况下,采用激光焊接根部,并用GMAW焊接接头的上部,这种工艺可生产出合格的焊缝,焊缝的宏观金相和硬度均满足要求。     

激光焊接技术在舰船建造中的应用

介绍了激光焊接技术的发展历史、工业焊接用激光源的基本特点、激光焊接技术用于造船业的优势及其存在的困难,重点介绍了激光焊接技术在舰船建造中的应用实例,包括激光焊接大型船板、激光焊接型材、焊接瓦棱夹层板、激光焊接修复等,指出了在舰船建造中开展激光焊接技术研究的必要性。