焊接机器人在船舶工业中的应用

为了加快造船周期、提高船舶焊接质量、减轻焊接工人劳动强度，在2020年前实现我国世界第一造船大国的宏伟目标，船舶行业推广使用焊接机器人势在必行。在目前全球性经济危机和船舶行业不景气的大背景下，我国船舶工业应该逆势而上，苦练内功，深入开展机器人船舶焊接生产应用研究，迅速提升船舶焊接装备技术，为推动船舶行业的大发展、迎来船舶市场的下一个春天做好准备。     

复合搅拌摩擦点焊接头的金属流动行为

研究了LF21铝合金在复合搅拌摩擦点焊时焊点金属的流动行为,并将复合搅拌摩擦点焊与直插式搅拌摩擦点焊的接头性能进行了对比。研究结果表明:LF21铝合金的复合搅拌摩擦点焊焊点的金相组织存在4个区域——母材区、热机械影响区、热影响区、塑性环区;与直插式搅拌摩擦点焊不同的是,在塑性环的边上形成了一个由复合搅拌形成的"耳朵形"区域,并且左右不对称,因此增加了塑性环的宽度;热机械影响区域与热影响区交接面的金属形成向上流动的塑性流,热影响区两侧金属的流动具有对称性,金属的流动行为类似于羽毛状;复合搅拌摩擦点焊焊点的剪切力比直插式搅拌摩擦点焊的提高了40%。     

颗粒增强铝基复合材料SiC P／6066A1搅拌摩擦焊

针对熔化焊、钎焊在铝基复合材料连接中存在的问题，提出了一种新型连接方法搅拌摩擦焊。研究了颗粒增强SiC P／6066A1铝基复合材料的搅拌摩擦焊连接工艺，对焊缝成形特点、接头组织特征进行了分析探讨。研究结果表明，经过搅拌摩擦焊之后，焊缝成形良好，焊缝区晶粒细小均匀，呈弥散分布，因而，搅拌摩擦焊的接头综合性能良好。     

焊接方法对6061铝合金接头性能影响的研究

针对6061铝合金采用TIG、MIG和FSW的焊接方法所得到的焊接接头性能进行试验研究,测试了3种方法得到的焊接接头的抗拉强度σb和延伸率δ,并对接头的微观组织和断口形貌进行了观察和分析,结果表明:搅拌摩擦焊接头的综合力学性能最好,MIG焊的接头强度要高于TIG焊接头的强度;搅拌摩擦焊接头的组织比母材细小,而熔化焊接头的晶粒中弥散着大量的析出相质点;TIG焊试样断口的韧窝比较浅,在韧窝附近有类似于准解理断裂的光滑平台,而MIG焊试样断口的韧窝也要比TIG焊试样断口的韧窝深,而FSW焊缝区的断口的韧窝尺寸要比TIG焊接头的韧窝小而深,许多小韧窝集聚成尺寸较大的韧窝。     

焊接残余应力对灰铸铁焊接冷裂纹的影响

采用灰铸铁试样,以焊接冷裂纹三要素中的拘束应力和组织结构为研究方向,采用直Y型坡口焊接裂纹试验法,研究了焊接残余应力对灰铸铁焊接冷裂纹的影响.研究结果表明:焊后通过对焊缝进行全覆盖超声冲击,一方面可以大幅度改善焊接结构的残余应力,经超声冲击处理后的试样焊缝测量点的残余应力σ1分别为-53MPa、-57MPa,σ2分别为-37MPa、-80MPa;另一方面可以加速焊缝石墨球化过程,消除半熔化区白口组织.因此焊后合理的超声冲击处理能够从拘束应力和淬硬组织两方面抑制焊接结构冷裂纹的产生.超声冲击处理减少焊接残余应力的效果和热处理相似.     

2024-T3薄板搅拌摩擦焊搭接界面成型及接头性能

采用搅拌摩擦焊，以三爪型搅拌头通过单、双道焊工艺，在相同的焊接参数下对包含或去除包铝层的2024-T3薄板铝合金进行搭接焊接．以包铝层为示踪材料，应用光学显微镜观察搭接接头宏观金相，研究了金属材料流动情况，观察原断裂位置，在上板前进侧发现了界面畸变．通过拉伸-剪切力测试，比较了接头性能．实验结果表明：采用双道焊（前进侧相对）工艺，可增大搭接界面宽度，减小或去除上板前进侧界面畸变的影响，提高搭接接头性能．     

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.     

船用管-法兰机器人焊接工艺技术研究

介绍了国内首条船用管-法兰机器人焊接生产线的系统组成及特点，重点论述了管-法兰机器人焊接工艺．研究表明：采用机器人焊接能适应国产管材尺寸偏差大和椭圆度大的现状，并降低了管道上料的位置要求；焊缝成型美观，大大提高了焊接质量的稳定性；与单人单枪的手工焊相比，工作效率提高5倍以上．     

铝合金在舰船建造中的应用与发展

本文介绍了铝合金作为舰船建造材料的发展历程以及在舰船建造中所具有的优点，并对铝合金的焊接加工特性及铝合金焊接的焊接方法一搅拌摩擦焊作了一些评述。随着铝合金焊接技术的发展，铝合金在船舶中的应用范围将会越来越广泛。     

旋转速度对复合搅拌摩擦点焊接头成形及抗剪力的影响

采用复合搅拌摩擦点焊的方法对2mm LF21铝合金薄板进行焊接,测试了不同旋转速度下的焊接接头的抗剪力,并观察和分析了点焊接头的成形及微观组织。结果表明:当其他参数一定时,接头的抗剪力在旋转速度为1200 r/m in时达到最大值3.47 kN,同时得到表面光亮、成形美观的焊点;显微试验结果表明复合搅拌摩擦点焊接头塑性环区和热机械影响区均发生了强烈的金属塑性流动,其中塑性环区的晶粒尺寸细小、组织致密。