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。     

25mmHY-80钢的激光辅助熔化极气保焊

研究了激光辅助熔化极气保焊焊接HY-80钢时各种工艺参数对焊缝成形的影响及激光与电弧的复合作用，确定了最佳焊接工艺参数。实验结果表明，焊缝金属显微组织主要是马氏体，而不会产生针状铁素体。动态撕裂试验和爆破试验结果表明．焊缝金属韧性低且波动大，改善焊丝化学成分是探索提高焊缝金属韧性的途径之一。     

奥氏体不锈钢MIG焊与激光-MIG复合焊对比分析

对比分析MIG焊与激光-MIG复合焊的焊接工艺参数和焊缝的成形外貌、无损检测、宏观金相、力学性能。试验结果表明：激光MIG复合焊结合两种焊接工艺各自的优点，焊缝同时具有MIG焊和激光焊的成形外貌特征；激光-MIG复合焊具有比MIG焊更好的力学性能和更高的焊接效率。     

船用22Si2Mn2低温回火马氏体钢的焊接工艺研究

基于船用22Si2Mn2回火马氏体钢板的化学性能及热处理交货条件,对其焊接特性及焊接性进行分析,通过焊接工艺认可试验,提出焊接方法、焊接材料和焊接规范.阐述该焊接性试验结果应用于实船上层建筑的焊接工艺,并针对实船建造中出现的问题,提出焊前准备、下料、平面组合件装配和焊接、铁舾件的安装等工艺要求.     

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。     

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...     

上层建筑薄板焊接变形控制研究

本文以舰船上层建筑结构手工间断焊接产生的变形作为衡量依据，通过热弹塑性有限元分析方法分别进行CO2气体保护焊与手工间断焊的仿真分析,对CO2气体保护焊采用不同的焊接参数、焊接顺序等多方案进行模拟计算，明确两者焊接变形相当时的CO2气体保护焊最佳焊接工艺参数，最后通过实物模型进行了验证。本研究成果已提交给舰船制造厂，作为其制定合理的CO2气体保护焊焊接工艺参数的依据，并全面应用于舰船建造。     

陶瓷衬垫CO2气体保护单面焊接工艺的研究

从强制成形单面焊基本及其特点出发，叙述了强制成形单面焊的实现条件及陶瓷衬垫CO2气体保护单面焊工艺要点，介绍了陶瓷衬垫CO2气体保护单面焊接工艺实验及接头的力学性能，根据CO2电弧特征及单面焊工艺过程特点，结合工艺试验，分析和讨论了主要的焊接规范参数和焊接工艺因素对陶瓷衬垫CO2气体保护单面焊接工艺过程及背面焊缝成形的影响。     

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。     

船舶焊接末端受电抖振及其电频细化研究

船舶焊接领域中，钢板等焊接不可避免的会产生焊接残余应力，针对这一问题，文章通过分析焊接机器人焊枪末端受电抖振及其扰动等影响来揭示其响应规律。首先通过搭建的焊接模型阐明焊接过程动力学特性，然后研究不同特性电弧力对焊枪运动稳定性的影响，探索末端焊枪作业稳定性与焊接区电弧力及电源频率等参量之间响应关系，并对多组不同驱动电频下的焊接运动进行动力学仿真，得到电频变化与电弧力的对应规律。研究表明，焊接电源频率的有效细化有利于末端焊枪焊接运动过程的平稳，且发现最优焊接电源频率在10HZ邻域时焊枪末端动态振动最小，通过控制电源频率大小能明显抑制焊枪振动，在一定程度上降低残余应力大小，有利于船舶焊接表面质量的提高。     

整体壁板装焊工艺研究

船舶上层建筑铝合金壁板的整体制作,涉及技术细节甚多,整个施工工艺过程应仔细探究和试验。基于铝合金材料的特性,分析焊接整体壁板的变形因素,灵活运用焊接辅助工装,优选焊接设备与焊丝,并注重施工过程的各类技术细节,制作专用工具及采用多种技术措施,严控焊接参数、控制变形、保障施工实效。探讨的技术流程,可作为其他船舶整体壁板施工时的技术支撑。     

船体分段钢结构焊接过程仿真

通过有限元与神经网络相结合的方法，模拟了船体上层建筑、舷侧分段钢结构典型部位的焊接过程，并对其温度场、位移场进行了仿真，分析了组焊工序、焊接工艺参数对上述分段钢结构焊接变形的影响。研究结果表明，采用有限元与人工神经网络相结合方法，可以快速分析、预测船舶钢结构的焊接变形，且仿真结果与实焊数值能较好吻合。并分析出影响船体分段钢结构焊接变形的主要因素是钢板拼焊后产生的残余应力，增加消除焊接应力工序，可以明显降低船体分段钢结构焊后产生的变形量。     

高强度船体结构用钢EH36超厚板焊接工艺研究

为研究船用高强钢EH36 100 mm厚拼板平对接焊焊接工艺,应用埋弧自动焊,选择合适的焊接参数,制定焊接工艺,对焊接接头进行力学性能试验,试验结果证明,该工艺能满足深水三用工作船对船体局部强度的要求,成功解决了船用高强钢超厚板的焊接工艺难题。     

船舶轻围壁结构的间断焊和单面连续焊变形仿真

针对船舶上层建筑典型薄板轻围壁结构,对间断焊焊接方式和单面连续焊焊接方式进行有限元仿真。在相同的工艺参数下,对2种焊接方式对轻围壁结构焊接变形的影响进行对比。结果表明,2种焊接方式均使轻围壁结构自由边发生翘曲,与实际施工情况相符。依据焊接变形数据得出结论,间断焊有利于对轻围壁结构焊接变形的控制。     

VLEC B型舱5Ni钢免预热焊接工艺

针对原5Ni钢焊条焊前需要对钢板进行预热、生产效率相对较低的情况，在99 000 m3超大型乙烷运输船（Very Large Ethane Carrier，VLEC）B型舱建造过程中采用OK 92.55焊条和NI-C70S焊条进行5Ni钢焊接。经焊条性能、抗裂性和焊接工艺等试验研究，结果表明：两种焊条性能均满足规范要求，且抗裂性良好；在焊接参数处于合理范围内时，两种焊条均可在免预热钢板的情况下满足实船建造5Ni钢焊接接头的性能要求。     

船舶舾装件涂装保留方法

为提高焊接质量,对涂装的船舶舾装件焊接安装前需打磨涂层的工艺进行改进,结合外高桥舾装件涂装和存放的现状,提出舾装件焊接区域不涂装,仅涂车间底漆进行防腐保护的方法,实施效果证明该方法可有效规避舾装件的焊前打磨,在外高桥建造的船舶上层建筑中基本实现了推广应用.     

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.