Ti64钛合金窄间隙激光填丝焊接头组织性能

采用钛基金属粉芯焊丝，通过激光填丝焊接方法对Ti64钛合金板进行窄间隙焊接，分析了激光填丝焊接接头各区域的微观组织类型及形貌特征；测试了焊接接头的力学性能，如显微硬度、室温拉伸性能。结果表明：焊缝区(WM)主要由粗大的原始β柱状晶粒和内部网篮状针状α’马氏体组成，热影响区(HAZ)主要由等轴状α相和长条状α相，以及少量次生α_p相组成；在焊缝组织中，小角度晶界主要集中分布在片层组织边界，焊缝中的大角度晶界比例较大，大于15°的大角度晶界占比约85.55%;Ti64钛合金焊接接头的焊缝区都由密排六方(HCP)晶体结构构成，没有发现其他晶体结构；焊接接头的抗拉强度达939MPa，断后伸长率为13%，断裂位置在母材(BM)区域，拉伸断口存在明显的剪切唇，韧窝较深且均匀；焊缝区的平均显微硬度值明显高于母材及热影响区。     

基于改进YOLOv5的船体焊缝缺陷自动检测方法

为解决采用人工手段检测船体焊缝速度慢、准确度低的问题,提出基于改进YOLOv5的船体焊缝缺陷自动检测方法。利用相机采集船体焊缝图像,使用正弦灰度变换对焊缝图像进行处理,避免焊缝图像特征消失,提高正常焊缝与存在缺陷焊缝间的对比度,将处理后焊缝图像作为YOLOv5网络的输入样本,经网络Backbone、Neck以及Head部分处理,输出焊缝缺陷自动检测结果,并使用Ghost Net替换YOLOv5网络主体部分的一般卷积层（CBS）,降低网络进行船体焊缝缺陷检测的计算量和资源消耗量。实验结果表明,采用正弦灰度变换后的图像更加清晰,可突出显示焊缝缺陷特征,提升焊缝缺陷检测结果精准。改进后网络训练损失函数为0.15,平均准确率为98%,可实现不同焊缝位置的缺陷检测。     

2A21铝合金厚板搅拌摩擦焊接头组织与分层性能研究

采用搅拌摩擦焊焊接19 mm的2A21铝合金,焊后观察并分析了接头不同区域的微观组织,通过接头的拉伸试验和显微硬度测试评定接头的力学性能.结果表明:轴肩影响区和焊核区组织均为细小致密的等轴晶,在靠近焊核区底部的后退侧出现了晶粒大小不一的部分重结晶区;拉伸试验表明上层接头的抗拉强度最高,为348 MPa,达到母材强度的76.5%,断裂位置在后退侧轴肩影响区和热机械影响区分界处;下层接头的抗拉强度最低,断裂位置在部分重结晶区;接头横截面显微硬度分布整体成"W"状,焊核硬度值最高,热影响区硬度值最低,焊缝上部硬度高于焊缝下部.     

船用空调用无缝铜管泄漏原因分析

采用化学成分分析、宏观形貌检查、金相检验、扫描电镜观察及能谱分析等方法对空调用无缝铜管泄漏原因进行了检验和分析,同时对铜管外侧水体介质进行了检验。结果表明:该空调用无缝铜管泄露是由其外表面发生点蚀穿孔造成的,而铜管外侧自来水介质中含有Cl-是引起铜管点蚀的主要原因。     

导流罩焊接检验与质量控制

介绍导流罩制作工艺流程及焊接检验方法．制定了焊缝无损检测工艺参数，对焊缝中主要缺陷的产生原因进行了分析，提出了焊接工艺改进措施．     

LF21铝合金厚板搅拌摩擦焊接接头微观组织研究

针对14 mm厚的LF21铝合金,采用搅拌摩擦焊进行焊接,焊后对接头的宏观形貌、微观组织和接头不同区域的显微硬度进行分析.实验结果表明:在焊接速度v为200mm*min-1,转速ω为1200rad*min-1时,焊缝成型较美观,焊缝内部无空洞、裂纹等缺陷.显微组织观察发现焊核区的组织为再结晶等轴晶粒,晶粒明显细化;热机械影响区组织由原始母材细纤维组织转变为具有一定弧度的弯曲粗纤维组织;热影响区范围较窄,晶粒与母材相似,但出现了晶粒粗化现象.显微硬度实验发现,焊缝中层和上层的显微硬度较高,而下层较低.     

海洋平台复杂结构焊接残余应力高效预测及焊接顺序优化

海洋平台轴承座结构具有焊缝多且分布比较集中、采用多种高强钢、各构件厚度差异大、整体尺寸大、焊缝拘束大等特点,焊接易造成该结构高幅值且分布复杂的残余应力.文中综合应用结构简化、带状热源、焊道合并等多种方法,对海洋平台轴承座结构的焊接残余应力分布进行高效预测;并根据实际尺寸制造模拟件,测试该模拟件的应力来验证计算结果;结合计算结果分析了该结构焊接应力集中区域产生的原因,最终运用高效计算方法优化了该结构的焊接顺序,并改善了该结构中危险焊缝的应力状态.分析结果表明:多构件复杂结构焊接时,小刚度构件在易变形的方向上受到其他焊缝收缩产生的弯矩作用是造成结构局部焊缝应力集中的主要原因,调整焊接顺序可以有效避免局部区域的应力集中.     

图像处理技术在船舶管系建造监管中的应用

船舶制造正在朝向大型化和智能化方向发展,船舶管系建造是船舶制造过程中的重要一环。船舶管系的安装以及焊接过程中会受到材料质量、工人技能、焊接工艺等多方面的影响,因而需要对管系建造进行监督。传统船舶管系建造监管依靠人力,效率很低,本文在对图像处理技术进行充分研究的基础上,对图像去噪、图像增强以及边缘提取等图像预处理技术进行研究,研究图像处理技术在船舶管系识别中的应用。通过对船舶管系颜色和轮廓的识别,可以确定船舶管系的建造和设计图纸之间的差别。提出基于支持向量机和图像处理技术的焊缝分类判定流程,通过少量样本的训练可以完成对船舶管系焊缝焊接质量的基本判定,大幅度提升船舶管系建造监管效率。     

铝合金机箱的焊接工艺设计

长期以来，由于焊接方法及焊接工艺参数的选取不当，严重影响了计算机箱体的焊接质量。主要通过对焊接位置、焊缝坡口、工装、机械加工工艺措施的分析比较，提出了一套符合计算机箱体焊接的工艺方案，较好地解决了存在的问题。     

舷边角焊缝超声波探伤

我厂建造的万吨级散装货轮,其强力甲板和舷顶列板处的连接,原来采用铆接,自第五艘开始就改为焊接。由于该焊缝是主要受力部位,故在船舯0.5L区域内要进行无损检验,为此我们采用了超声波探伤的方法。经过对试样的检验及在第五、六、七这三艘万吨轮上的实际使用,证明是可行的。该结构的甲板及舷顶列板均为24毫米厚的钢板,组成T形角焊缝,焊缝下部开深8毫米、50度的坡口,用φ4毫米焊条手工焊接。焊缝上部采用开深约8毫米、50度的V形坡口,用粗丝二氧化碳气体保护焊,一次焊好。     

DRT技术在压力管道焊缝不停产检测中的应用

分析数字射线成像检测(Digital Radiography Testing, DRT)技术的基本原理与技术优势,介绍DRT技术在压力管道焊缝不停产检测中的应用实例。与常规射线检测(Radiography Testing, RT)技术相比,DRT技术可对焊接材料的内部质量进行更直观清晰的检测,促进焊缝检测结果更加精确,有助于压力管道的安全运行。     

基于生产降本提效的船舶焊缝设计优化

为降低生产成本及提高施工效率,结合现有生产工艺的特点,通过研究入级船级社规范对焊缝设计的要求,考虑焊缝设计的经济性及可操作性,建立有效的焊缝设计优化工作机制,在详细设计阶段和生产设计阶段实现焊缝设计优化。优化的焊缝设计可充分利用现有资源,减少额外的生产投入,降低生产综合成本。将降低施焊难度及推广自动焊的设计理念融入焊缝设计中,在提高焊接效率的同时,产品焊缝的焊接质量特别是外观成形质量可得到保证,减少焊缝的补焊及打磨工作,提高产品的整体生产效率。     

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。     

船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统设计

针对船体小组立结构件，基于三维点云数据，利用点云和图像处理算法，完成船体小组立结构件的三维扫描、焊缝识别和焊缝拓扑结构分析。基于片体智能化焊接流水线，构建船体小组立机器人焊接三维扫描识别系统。该系统具备对一般筋板类型结构件与交叉类型结构件的焊前扫描、焊缝识别、机器人焊接路径规划和机器人焊接作业生成等功能，经实际验证，可为片体智能焊接流水线实现船体小组立结构件智能化焊接提供准确的视觉信息与作业信息。     

焊接缺陷对机匣可靠性的影响

由于结构及工艺水平的限制,发动机机匣大多采用分段焊接而成,焊接缺陷在机匣焊缝较为常见,具体表现之一为焊缝中存在的链状气孔,超出标准要求的焊接缺陷有可能对发动机机匣的可靠性造成影响。本文通过对存在链状气孔缺陷的发动机机匣的检测、有限元计算模型简化和计算分析,确定了缺陷对机匣可靠性的影响。量化的缺陷影响区域和应力放大倍数对类似焊接缺陷的判定具有指导意义。     

CSR和CSR-H的焊接系数研究

归纳和定性分析CSR和CSR-H的焊接系数,确定焊接系数的影响因素。提出焊接系数利用因子的有限元分析方法,确定焊缝强度的应力标准。进行了13艘CSR船舶船体结构焊缝应力的提取和焊接系数利用因子的计算,获得CSR船体结构各类角焊缝利用因子的统计结果。通过短柱和板条梁的焊缝强度试验,验证焊缝强度标准及焊缝应力公式的正确性和适用性。     

An efficient FE computation for predicting welding induced buckling in production of ship panel structure

In a Thermal-Elastic-Plastic (TEP) FE analysis to investigate welding induced buckling of large thin plate welded structure such as ship panel, it will be extremely difficult to converge computation and obtain the results when the material and geometrical non-linear behaviors are both considered. In this study, an efficient FE computation which is an elastic FE analysis based on inherent deformation method, is proposed to predict welding induced buckling with employing large deformation theory, and an application in ship panel production is carried out. The proposed FE computation is implemented with two steps:(1) The typical weld joint (fillet weld) existing in considered ship panel structure is conducted with sequential welding using actual welding condition, and welding angular distortion after completely cooling down is measured. A TEP FE analysis with solid elements model is carried out to predict the welding angular distortion, which is validated by comparing with experimental results. Then, inherent deformations in this examined fillet welded joint are evaluated as a loading for the subsequent elastic FE analysis. Also, the simultaneous welding to assemble this fillet welded joint is numerically considered and its inherent deformations are evaluated.(2) To predict the welding induced buckling in the production of ship panel structure, a shell element model of considered ship panel is then employed for elastic FE analysis, in which inherent deformation evaluated beforehand is applied and large deformation is considered. The computed results obviously show welding induced buckling in the considered ship panel structure after welding. With its instability and difficulty for straightening, welding induced buckling prefers to be avoided whenever it is possible.     

超大型集装箱船用超高强度钢EH47焊接残余应力模拟与实验研究

超高强度钢EH47广泛应用于超大型集装箱船舱口围板等区域结构中,建造过程中常常伴随着较大的焊接残余应力,直接影响到船体结构的安全及使用寿命。论文基于有限元分析软件ANSYS,对平板对接焊进行模拟,得到焊接残余应力的大小和分布,并采用盲孔法对焊缝区域进行残余应力测量。结果表明:残余应力在靠近焊缝中心及区域附近处表现为拉应力,随着逐渐往焊缝中心靠拢,拉应力迅速增大,当达到焊缝中心附近时拉应力达到最大值。随着逐渐远离焊缝中心,拉应力迅速减小,达到一定距离时转变为压应力,并在距离焊趾2.5 cm处达到压应力最大值,数值模拟结果与试验测量值基本吻合,同时焊后热处理能有效降低有损结构强度的焊接残余应力。     

中厚板高强钢冷热多丝复合埋弧焊热循环参数测量

为解决中厚板高强钢埋弧焊(Submerged Arc Welding, SAW)焊缝热影响区(Heat Affected Zone, HAZ)热循环参数准确测量难题，自主研制多通道热电偶测温软/硬件系统，测量并比较不同焊丝组合(单丝和冷热多丝复合)对应的焊缝HAZ热循环主要参数。试验结果表明：与单丝SAW工艺相比，冷热多丝复合SAW工艺可解决SAW较大热输入产生的焊缝HAZ脆化问题，提高焊缝组织性能和焊接质量；在中厚板高强钢焊接过程中，冷热多丝复合SAW工艺可为温度场数值模拟计算分析提供实测数据，为各种工艺参数的确定与优化、焊缝HAZ的组织性能改善提供必要的理论基础。     

Prediction of residual stresses induced by low transformation temperature weld wires and its validation using the contour method

Welding residual stresses are one of the main factors influencing the engineering properties of welded structures, and should be taken into account during designing and manufacturing products such as ships, bridges, etc. Recently, both computational and experimental methods play a significant role for providing residual stresses. The contour method (CM) became one of the most powerful techniques that can provide measurement of residual stresses normal to a plane of interest. In this method a component is cut at any plane of interest. Displacements normal to the cut surface are measured and then processed. Using the Thermal–Elastic–Plastic Finite Element Method (TEP-FEM), residual stresses after welding can be predicted. As well as, the elastic FEM can be used to reproduce residual stresses from measured longitudinal displacements in the CM.The main objective of this paper is to evaluate the effectiveness of different low transformation temperature (LTT) weld wires using TEP-FEM and the CM. In the simulation part, a computational approach is developed to numerically simulate both of welding and the CM. In the TEP-FEM, phase transformation is considered for LTT welds, additionally volume change and variation of mechanical properties with temperature are considered. In the simulated CM, welded specimens to be measured are replaced by TEP-FE models. Then the procedure of the CM is examined before applying it to real measurements. The simulated CM successfully predicted how the CM would reconstruct the residual stresses if applied experimentally. In the experimental part, welding is conducted using conventional and various LTT weld wires. Longitudinal residual stresses produced due to welding are measured using the CM. The results of TEP-FE simulation and the CM show the effectiveness of the different LTT weld wires in introducing compressive stresses in the weld. It is also observed that the applied LTT weld wires, which have almost the same martensitic transformation start temperatures, do not show big difference in the induced compressive residual stresses in the weld metal.