基于MATLAB的激光-脉冲MIG复合焊过程稳定性评价
焊接质量检测技术毕业论文选题(100个)
焊接质量检测技术毕业论文选题铝合金车体摩擦搅拌焊仿真分析与实验研究船用柴油机油底壳焊接工艺研究及变形控制某公司液压支架焊接机器人工作站项目研发阶段质量风险管理研究基于多通道的电阻点焊质量检测研究挖掘机回转平台焊接变形的数值分析及控制基于结构光视觉的刀盘部件焊接机器人系统的设计与实现微小型底座组件精密装配与焊接系统研制面向精密装配焊接的机器人微操作技术基于SPH法的爆炸焊接质量模拟研究大功率激光复合焊接匙孔形态及其对焊缝成形影响的研究集装箱自动化焊接系统的轨迹规划和轨迹校正方法研究船舶焊接的智能化管控系统优化设计研究搅拌摩擦焊特种搅拌头的设计及试验研究高压熔化极气体保护焊电弧电离度测试及分析激光-MAG复合横焊工艺优化研究基于多通道数据采集的船厂焊机监控系统研究基于EN 15085标准的焊接接头质量等级评估方法研究与系统开发焊接结构抗疲劳性能评估方法研究及应用焊接电弧信息采集及分析系统研究基于主被动视觉传感的机器人焊接过程焊缝跟踪与熔池监测研究5754/7075铝合金激光搭接焊接头质量多信息融合检测核电压力容器不锈钢耐蚀层机器人热丝TIG堆焊过程监测及工艺性能研究基于声信号检测的水下湿法焊接气泡动态演变研究921A钢水下激光填丝焊接成形工艺优化研究汽车用螺母凸焊工艺优化研究基于无损检测技术的A公司压力容器质量改进研究复杂相贯曲线机器人加工轨迹的智能规划与控制钒元素对316L/T91焊接接头力学性能及在液态LBE中腐蚀行为的影响水下湿法焊接电弧等离子体温度及其组分研究WH公司乙烯项目焊接工程质量过程管理研究基于多元统计分析的钢轨焊接过程质量综合评价研究超窄间隙焊接电源外特性研究超窄间隙铸钢件钢管自动化焊接装置研制及质量预测方法研究管道接头GTAW熔敷层控形控性研究超窄间隙焊接坡口宽度检测方法与系统研究基于激光视觉的镀锌钢板MIG焊接质量监测基于能量分布调控的中厚板激光焊接质量优化研究低真空激光焊接特性及热物理过程的试验研究与数值模拟板管类零件自动组装焊接装备及其生产管理系统研发基于STM32与LabVIEW的链条电阻对焊监测器的开发基于激光视觉引导的螺旋线焊缝跟踪焊接控制系统研发旋摆TIG-MIG复合热源电弧物理特性和焊缝成形的研究围护桩钢筋笼焊接质量对基坑工程性状的影响汽车皮带轮组件异种钢激光角焊工艺研究基于锌粉吸收剂的激光透射焊接聚芳砜研究BZ-TAI公司精益质量管理策略研究——以导轨焊接单元质量管理为例摩擦焊机设计及其关键技术研究兆赫级超声焊接理论及应用研究大型构件机器人焊接工艺参数的研究与优化金属/金属、塑料/塑料超声波复合固相焊接工艺和机理研究半挂车牵引模块自动焊接质量控制的关键技术研究自行式气压焊轨车在换铺无缝线路大修施工的应用研究S公司钢制办公家具焊接质量管理改进研究混合结构继电器装配的真空共晶焊工艺研究基于试验设计与建模的车身点焊优化方法研究Z炼化电站超低排放改造项目质量管理研究7075超硬铝合金焊接接头组织性能预测与优化控制研究聚乙烯燃气管道焊接质量分析研究基于激光-物质相互作用的超短脉冲激光微焊接研究六西格玛管理在T企业钢制焊接气瓶质量改善中的应用异型接头及异种金属的焊接工艺优化研究塑封式IPM真空焊接工艺的研究高压GMAW电弧收缩分析及数值模拟减速箱焊接机器人轨迹规划设计与实现水下湿法焊接过程稳定性及熔滴过渡控制研究不锈钢短周期拉弧螺柱焊接头超声信号分析及质量智能评估硬盘磁头全自动激光焊接机研制基于碰撞安全性的B柱用超高强钢点焊工艺研究TC4钛合金水下激光填丝焊接控形控性工艺研究磁选机介质盒焊接工艺及设备研究基于深度迁移学习的焊接质量在线监测方法研究超短脉冲激光焊接高硼硅玻璃的工艺参数优化与数值模拟基于CNN和熔池图像的GMAW焊接质量在线监测研究基于自组织增量学习神经网络的FSW质量评价研究高分子材料音膜/音圈激光微焊接工艺及其过程仿真研究激光-电弧复合焊接状态在线检测方法研究激光视觉传感的焊缝跟踪方法研究基于EtherCAT的分布式弧焊监测及质量分析系统焊接工业过程多信息传感及控制系统设计与实现基于深度学习的超窄间隙焊接质量评估方法研究高频磁控TIG焊设备的研制、电弧的模拟及实验研究基于图像处理旋转电弧传感GMAW平堆焊电弧形态和熔滴过渡行为的研究6061-T6铝合金高频脉冲辅助方波交流TIG焊研究微卡焊装线工艺方案研究等离子—缆式七丝MIG复合焊接熔池流体行为研究船舶上层建筑薄板激光-MIG复合高速焊工艺及接头组织性能研究海工系泊锚链闪光焊接质量评估系统研究半导体激光焊接石油内衬管Al2O3陶瓷的机理研究高频焊管焊接工艺优化及综合性能评价方法的研究A36钢激光电弧复合焊接工艺及其质量研究Zn-Al钎料对Cu/Al管磁脉冲-半固态复合辅助钎焊接头组织及性能的影响研究基于近场光学的振镜扫描激光焊接银纳米线网络工艺研究基于电磁场双控直流TIG电弧的焊缝识别方法研究激光焊接厚不锈钢焊缝图像与熔透状态研究带锯条焊接质量视觉检测系统研究双金属带锯条精密电阻焊设备及焊接机理研究船用5083铝合金焊接工艺研究基于铝膜中间层的聚碳酸酯激光透射焊接研究汽车节气门的扭簧组件与扇形齿轮装配站的设计与分析不锈钢薄板搭接激光焊缝外观检测及质量评估方法研究。
激光-MIG复合焊接技术
02
激光-MIG复合焊接技术 优势
高效率
01
激光-MIG复合焊接技术通过结合 激光的高能量密度和MIG焊接的 填充特性，实现了快速、高效的 焊接过程。
02
与传统的焊接方法相比，激光MIG复合焊接技术能够显著减少 焊接时间和成本，提高生产效率 。
高质量
激光-MIG复合焊接技术能够获得具 有优异力学性能和美观外观的焊接接 头，如高强度、高致密性和低变形等 。
05
激光-MIG复合焊接技术 未来发展展望
技术创新
激光与MIG焊接工艺的优化
通过改进激光与MIG焊接的工艺参数，提高焊接质量和效率，降低生产成本。
新型激光器与MIG焊机的研发
研发更高功率、更稳定、更可靠的激光器和MIG焊机，以满足更广泛的应用需求。
智能化与自动化焊接系统的研发
利用先进的传感器、控制系统和人工智能技术，实现焊接过程的智能化和自动化，提高焊 接质量和效率。
1 2 3
激光与电弧的相互作用机制
激光与电弧在复合焊接过程中如何相互影响，提 高焊接效率和质量，是亟待解决的关键问题。
焊接过程的稳定性
激光和电弧的协同作用导致焊接过程变得更加复 杂，如何保持焊接过程的稳定性和一致性是一个 挑战。
高效能量传输与控制
如何实现激光和电弧的高效能量传输与控制，以 获得更好的焊接效果，是另一个需要克服的技术 瓶颈。
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市场前景
市场需求增长
随着制造业的发展和技术的进步， 激光-MIG复合焊接技术的应用领 域不断扩大，市场需求也将持续 增长。
技术竞争加剧
随着激光-MIG复合焊接技术的不 断发展和应用拓展，技术竞争将 更加激烈，企业需要不断提高技 术水平和创新能力，以保持竞争 优势。
【国家自然科学基金】_焊接稳定性_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801
科研热词 推荐指数 电弧形态 3 钢结构 2 稳定性 2 电弧力 2 数学模型 2 变极性等离子弧焊接 2 动力学模型 2 预热 1 间隔时间 1 铝合金mig焊 1 铝合金mig 1 铝合金 1 近似熵 1 过渡形态 1 超高强度钢材 1 识别 1 计算机软件 1 解耦控制 1 解耦 1 补偿控制 1 自寻迹 1 脉冲mig焊 1 聚酯筒 1 纵向磁场 1 纳米结构 1 系统仿真 1 等速送丝 1 等离子弧焊 1 等离子体增强化学气相沉积 1 稳定曲线 1 移动焊接机器人 1 短路过渡 1 矩形光斑 1 矩 1 电极磁场力 1 电弧 1 电子显微学 1 环形磁铁磁场 1 焊缝跟踪 1 焊缝成形 1 焊接目标 1 焊接电流 1 焊接热模拟 1 焊接热循环曲线 1 焊接热循环 1 热循环参数 1 激光熔钎焊 1 激光焊接 1 激光技术 1 水接触角 1 残余应力 1 模糊控制 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47
科研热词 稳定性 脉冲mig焊 近似熵 鱼鳞纹宽度 高频频率 静力试验 铝合金脉冲mig焊 铝合金 评价体系 规范参数 纯压抛物线拱 稳定性设计曲线 移动焊接机器人 短路过渡 电磁力 电弧稳定性 电弧声 电压信号 熔滴过渡 熔化极气保焊 焊道稳定性 焊缝跟踪 焊接速度 焊接电压 焊接 模糊评价 模式识别 概率密度 有限单元法 最小均方差 数据采集 承载力 平面内稳定承载力 平面内稳定 层次分析理论 实时检测 复合时间常数 埋弧焊接 双脉冲焊 卡尔曼滤波 动态力平衡 低频频率 两铰抛物线拱 vc++ svm dll buck变换器
激光+GMAW复合热源焊接过程热-力耦合数值分析
激光+GMAW 复合热源焊接过程热-力耦合数值分析吴向阳1， 宿浩2， 孙岩2， 陈姬2， 武传松2(1. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司，青岛，266111； 2. 山东大学材料液固结构演变与加工教育部重点实验室焊接研究所，济南，250061)摘要： 从宏观的焊接热过程出发，根据激光+GMAW 复合热源焊接的特点，提出了适用于复合热源焊接的“双椭球体＋峰值递增圆柱体”组合式体积热源分布模式；建立了激光+GMAW 复合热源焊接过程的有限元模型，数值计算了焊接温度场和焊缝横截面的形状尺寸，计算结果与试验结果吻合良好，证明了组合式体积热源模型的合理性和适用性. 采用焊接温度场的计算结果，进一步对复合热源焊接和GMAW 的焊接变形和残余应力进行了数值模拟和对比分析. 结果表明，在焊缝熔深基本相同的情况下，复合热源焊接的焊接热输入、焊缝熔宽、焊接变形和高应力区域范围等均比GMAW 小. 研究结果印证了激光+GMAW 复合热源焊接工艺的优越性，并为焊接工艺参数的优化提供了基础理论数据.创新点： (1)建立了适用于激光+GMAW 复合焊接的组合式热源分布模式，数值计算了焊件温度和残余应力分布. (2)激光+GMAW 的热输入、焊缝熔宽和高应力区范围均比相同熔深情况下的GMAW 小，印证了复合热源焊接的工艺优越性.关键词： 复合焊接；组合式体积热源；热力耦合；数值分析中图分类号：TG 442 文献标识码：A doi ：10.12073/j .hjxb .202007080010 序 言激光+GMAW(gas metal arc welding, 熔化极气体保护焊)将激光和熔化极电弧这两种物理性质、能量传输机制截然不同的热源复合在一起[1-2]，充分利用两种热源各自的优点，并有效地弥补了各自的不足，目前已在工业领域获得了广泛的应用. 近年来，研究者针对激光+GMAW 复合焊接工艺和焊接机理进行了大量的研究工作. 研究证实，激光与GMAW 复合作用可有效提高焊缝熔深，且对间隙、错边和对中偏离的容忍度均较强[3]，电弧能够有效地提高被焊材料对激光能量的吸收能力[4]；激光能够稳定电弧，同时能够引导和收缩电弧，且激光和电弧复合能够显著提高焊接速度[5].近年来，研究者针对激光焊和电弧焊进行了大量的建模计算研究，分析了焊接温度场和应力应变场[6-8]. 虽然也开展了一些针对激光+GMAW 复合焊接过程的数值模拟研究[9]，但整体来看目前的研究还不够深入，且复合焊接与GMAW 在焊接变形和残余应力等方面的对比研究鲜有报道. 在激光+GMAW 复合焊接过程中，由于激光与GMAW 电弧相互作用的复杂性，难以采用试验测试的方法对激光+GMAW 复合焊接过程中电弧和激光的特性进行精确测量. 因此，从宏观传热过程出发，不考虑复杂的激光小孔动力学特性，以复合热源焊接的焊缝横断面形状尺寸为依据，采用SYSWELD 软件建立反映复合热源热力作用特点的体积热源模型，并进行焊接温度场的计算；在此基础上，利用工件温度分布数据作为初始温度场进行应力应变的有限元数值计算，为激光+GMAW 复合焊接工艺的优化提供基础理论数据.1 复合热源温度场的数值计算1.1 组合式体积热源模型对于激光+GMAW 复合焊接来说，由于焊缝下半部分体积较小且散热较块，因此采用中心热流不变的作用模式很难计算得到理想的熔池轮廓. 考虑到激光与电弧之间的相互作用，以及激光在小孔内收稿日期：2020 − 07 − 08第 42 卷 第 1 期2021 年 1 月焊 接 学 报TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTIONVol .42(1):91 − 96January 2021壁多次反射所起到的增强效果，采用峰值热流递增的热源，有效地对深度方向上的热流功率进行补偿. 因此，根据激光+GMAW 复合热源焊接焊缝横断面几何形状的特点，建立“双椭球体热源+峰值递增圆柱体热源”的组合式体积热源模型.热源上半部分采用双椭球体热源，即式中：Q为总热源；a ，b 1，b 2和c 均为半椭球体的分布参数.热源下半部分采用热流递增的圆柱体热源，即式中：d 为板厚；H 1为双椭球体热源的作用高度，m 为调节系数；H 为圆柱体热源的作用高度；r 0为圆柱体热源的作用半径；χ1和χ2分别为组合式热源上、下两部分的功率分配系数，有χ1和χ2的取值依据电弧和激光的功率占比来确定，即式中：Q A 和Q L 分别是电弧和激光的功率.1.2 材料热物性参数试验中采用的被焊材料为8 mm 厚Q235低碳钢板，其热物性参数中的综合散热系数、比热容、热导率和蒸发系数均随温度的变化而变化，如图1所示. 模型中采用的其它参数取值如表1所示.1.3 网格划分为兼顾计算时间和计算精度，采用6节点的五面体网格. 由于工件左右对称，因此模型在宽度方向上仅取一半进行计算. 在不影响计算精度的前提下，长度方向上也按比例仅选取一部分进行计算.在温度梯度较大的熔池和热影响区采用较细密的图 1 计算所采用的材料热物性参数Fig. 1 Thermo-physical properties of the material usedin the calculation. (a) heat transfer coefficient;(b) heat capacity; (c) heat conductivity; (d) evapo-ration coefficient92焊 接 学 报第 42 卷网格，网格尺寸约为0.1 mm ；而在温度梯度小的区域采用较稀疏的网格，网格尺寸约为0.8 mm . 这样即保证了工件上关键部位的计算精度，又减少了整体的节点数和计算迭代次数，提高了计算效率. 计算所采用的工件尺寸为40 mm (长) × 10 mm (宽) ×8 mm (高)，网格划分如图2所示.z xy图 2 几何模型的网格划分Fig. 2 Mesh generation of the geometric model1.4 温度场计算结果与试验验证模拟计算所采用的激光功率为2 000 W ，离焦量为1 mm ；焊丝直径为1.2 mm ，焊丝伸出长度为16 mm ；光丝夹角为27.7°，光丝间距为1 mm ；熔滴过渡频率为1滴/脉冲，送丝速度为6 200 mm/min ，焊接电流为173.3 A ，电弧电压为25.4 V ，焊接速度为1.0 m/min . 根据电弧和激光的功率比值确定χ1和χ2的取值分别为0.68和0.32. 图3为计算所得到的温度分布图. 图4为采用组合式体积热源计算得到的焊缝横截面与试验结果的对比，可以看出计算所得的焊缝熔宽、熔深和熔合线走向等均与试验结果接近，模拟结果与试验结果吻合良好.2 复合焊接热变形的数值分析为比较激光+GMAW 复合热源焊接与常规GMAW 焊接的热变形情况，针对8 mm 厚低碳钢板在采用两种方法焊接时所产生的热变形进行比较，如表2所示. 可以看出，在获得基本相同焊缝熔深的情况下，GMAW 所需的焊接电流、电弧电压、送丝速度等均比激光+GMAW 高很多，而且焊缝熔宽尺寸也比复合热源焊接宽约45.12%.表 1 模型中的其它参数取值Table 1 Other parameters used in the modelT ∞环境温度/K T m 熔点/K ρ密度/(kg·m −3)L b 蒸发潜热/(105 J·kg −1)g 重力加速度/(m·s −2)2931 7736 90073.439.8表 2 相同熔深情况下的GMAW 和复合焊接参数Table 2 Welding parameters of GMAW and laser + GMAW with similar weld penetration工艺电流I /A 电压U /V 送丝速度v f /(m·min −1)焊接速度v 0 /(m·min −1)熔宽w /mm 熔深h /mm GMAW 42735.314.2111.002.90激光+GMAW173.325.46.217.582.91纵截面上表面温度 T /K01683365056738411 0101 1781 3461 5151 683图 3 工件纵截面和上表面的温度分布图Fig. 3 Temperature distribution of the longitudinal sec-tion and top surface of the workpiece1 mm温度 T /K 01683365056738411 0101 1781 3461 5151 683图 4 焊缝横截面的试验结果(左)和模拟结果(右)对比Fig. 4 Comparison between the experimental andcalculated results of the weld cross section第 1 期吴向阳，等：激光+GMAW 复合热源焊接过程热-力耦合数值分析932.1 力学性能参数计算所采用材料的泊松比取值为0.33，杨氏模量和屈服强度均随温度变化，取值如图5所示. 工件的夹持情况如图6所示.0200400600800 1 0001 2001 4001 600温度T/℃(a) 杨氏模量450400350300250200150100500200400600800 1 0001 2001 4001 600温度T/℃(b) 屈服强度图 5 计算所采用的杨氏模量和屈服强度Fig. 5 Young’s modulus and yield strength used in the model. (a) Young’s modulus; (b) yield strengthzxy图 6 工件的夹持情况示意图Fig. 6 Schematic diagram for the clamping situation of the workpiece2.2 焊接变形焊接完成后，立即松开夹具，让工件自由变形.图7所示为焊后300 s工件的整体变形情况. 可以看出，在熔深基本相同的情况下，由于GMAW的焊接热输入比复合焊接高很多，因此GMAW所得到的工件最大变形量是复合焊接的10倍左右，印证了激光+GMAW复合焊接相对GMAW的优越性. 2.3 残余应力根据焊接应力的分布特点，分别对如图8所示的3条线上的残余应力结果进行提取分析. 其中，LINE 1位于焊缝中心线上，LINE 2位于焊趾处，LINE 3位于焊板中心且垂直于焊缝. 图9～图11分别为这3条线上的残余应力分布曲线. 从图9和图10可知，焊缝中心线LINE 1和焊趾处LINE 2在不同的焊接方法下所得到的残余应力分布规律大体相似. 对于纵向残余应力，由于焊缝两端为自由端，因此其值较小趋近于0；而在焊缝中心位置有较大的纵向拉应力，且由于复合焊的热输入更为集(b) 激光 + GMAW0.582 021.137 721.883 372.248 052.804 733.380 453.878 084.471 785.027 435.583 11zx y(a) GMAW位移D/mm图 7 工件的整体变形Fig. 7 Overall deformation of the workpiece. (a) GMAW;(b) laser+GMAWLINE 3LINE 2LINE 1图 8 计算点的位置示意图Fig. 8 Schematic diagram for calculated positions94焊 接 学 报第 42 卷中，在焊趾处GMAW 比复合焊的纵向拉应力明显较大，但在焊缝处并不明显. 而对于横向残余应力，在焊缝和焊趾的两端都表现出了较大的压应力. 但由于复合热源焊接的焊缝熔宽较小，故焊缝中间位置所受横向残余应力相比于GMAW 焊缝更为显著，而在焊趾处却相差不大. 从图11中可以明显看出，LINE 3上复合焊和GMAW 的应力都随着离焊缝的距离增大，应力先增大后减小. 且复合焊比GMAW 提前进入应力峰值，这是由于复合焊的焊缝熔宽较窄，焊趾尺寸较小，故复合焊高应力区范围相较于GMAW 也较窄. 焊缝及附近区域在高温时塑性变形，焊后受到拉应力的作用；而相对地，两侧远离焊缝的区域在整个热循环过程中未经历塑性变形，焊后受到压应力的作用. 由此可见，对于复合焊与GMAW 在相同的熔深条件下，复合焊的高应力区的范围明显的小于GMAW . 这是由于复合焊中，激光热输入较为集中且激光对电弧的收缩作用都更有利于获得较大的熔深. 因此在获得相近熔深时，复合焊的送丝速度明显小于GMAW ，且复合焊的热输入仅为GMAW 的0.29倍，故产生的应力场也会相应的不同.5004003002001000020406080100−100距离 Y /mm GMAW激光 + GMAW(a) 纵向残余应力2001000−100−200−300−400−500−600−700−80020406080100距离 Y /mm GMAW激光 + GMAW(b) 横向残余应力图 9 LINE 1处的残余应力分布Fig. 9 Residual stress distribution along LINE 1. (a) long-itudinal direction ; (b) transverse direction6005004003002001000020406080100−100距离 Y /mm GMAW激光 + GMAW(a) 纵向残余应力4002000−200−400−600−80020406080100距离 Y /mm GMAW激光 + GMAW(b) 横向残余应力图 10 LINE 2处的残余应力分布Fig. 10 Residual stress distribution along LINE 2. (a) long-itudinal direction; (b) transverse direction60080040020000510152025−400−200距离 X /mm GMAW激光 + GMAW(a) 纵向残余应力35030025020015010050051015202530距离 X /mm GMAW激光 + GMAW (b) 横向残余应力图 11 LINE 3处的残余应力分布Fig. 11 Residual stress distribution along LINE 3. (a) long-itudinal direction; (b) transverse direction第 1 期吴向阳，等：激光+GMAW 复合热源焊接过程热-力耦合数值分析953 结 论(1) 建立了适用于激光+GMAW复合焊接工艺的“双椭球体热源+峰值递增圆柱体热源”的组合式体积热源，数值计算的结果表明，该热源模型能够准确预测工件的温度分布和焊缝横断面的形状尺寸.(2) 利用焊接温度场的计算结果对GMAW和激光+GMAW两种焊接工艺的焊接变形和焊后残余应力进行了计算. 结果表明，复合热源焊接的焊接热输入、焊缝熔宽和工件的整体变形量等均比GMAW小. 此外，复合热源焊接情况下的高应力区范围也有所降低.参考文献Steen W M, Eboo M. Arc augmented laser welding[J]. Metal Con-struction, 1979, 11(7): 332 − 335.[1]Steen W M. Arc augmented laser processing of materials[J]. Ap-plied Physics, 1980, 51(11): 5636 − 5641.[2]Dilthey U, Wieschemann A, Lueder F. Technical and economical advantages by synergies in laser arc hybrid welding[J]. Welding in the World, 1999, 43(4): 141 − 152.[3]Shida T, Hirokawa M, Sato S. CO2 laser welding of aluminum al-[4]loys-welding of aluminum alloys using CO2 laser beam in combin-ation with MIG arc[J]. Welding Research Abroad, 1997, 43(5):36 − 41.Steen W M. Arc augmented laser welding-process variables, struc-ture and properties[C]//The Joining of Metals, Spring Residential Conference, Coventry, 1981.[5]Rejc J, Troyanova K, Iorio L, et al. Residual stresses prediction on clad pipeline girth welds through numerical simulation[J]. Pro-cedia Manufacturing, 2019, 37: 605 − 612.[6]Lu Y, Zhu S, Zhao Z, et al. Numerical simulation of residual stresses in aluminum alloy welded joints[J]. Journal of Manufactur-ing Processes, 2020, 50: 380 − 393.[7]逯世杰, 郑乔, 张超华, 等. 不同有限元软件对Q390钢厚板T型接头焊接残余应力和变形预测精度与计算效率的比较[J]. 机械工程学报, 2019, 55(6): 11 − 12.Lu Shijie, Zheng Qiao, Zhang Chaohua, et al. A comparative study on computational accuracy and efficiency of welding residual stresses and deformation in a Q390 steel thick plate T joint among three kinds of different FEM software[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2019, 55(6): 11 − 12.[8]Kong F, Ma J, Kovacevic R. Numerical and experimental study of thermally induced residual stress in the hybrid laser-GMA welding process[J]. Journal of Materials Processing Technology, 2011, 211(6): 1102 − 1111.[9]第一作者：吴向阳，硕士；主要从事焊接工艺过程模拟仿真方面的研究和技术工作； Email：********************.通信作者：宿浩，博士； Email：*************.（编辑： 胡广旭）96焊 接 学 报第 42 卷3. Chengdu AIGRE Technology Co., Ltd., Chengdu, 610097, China). pp 76-82Abstract:For the shortcomings of the traditional power supply mode of the diesel generator set for the mobile flash welding machine, a new type of power supply system for the flash welding machine is presented. It is proposed to use a super capacitor to connect to a bidirectional DC/DC power converter in parallel with a battery pack through a switch to form a battery-supercapacitor hybrid energy storage system for driving mobile flash welding machines by analyzing the working characteristics of mobile rail flash welding machine. Established the model of hybrid energy storage system and conducted simulation tests, and test through product development of system prototypethe, the results show that the new hybrid energy storage system has fast dynamic response to load power ripple and stable output, which can not only meet the power supply requirements of rail flash welding machines, but also overcome the shortcomings of the three-phase load imbalance of the traditional diesel generator power supply mode and produce exhaust gas to pollute the environment. It has many advantages such as environmental protection. The independent research and development of the system has important reference significance for the technology upgrade and innovation of China seamless rail welding equipment.Highlights:This system adopts the battery-supercapacitor hybrid energy storage power supply system to be successfully applied to the mobile flash rail welding machine for the first time, which replaces the existing power supply mode of diesel generator set, completely avoids the problems of unbalanced three-phase load and environmental pollution in the welding process, and has the advantages of energy saving, environment-al protection and emission reduction.Key words: mobile flash welding machines；battery；super-capacitor；hybrid energy storage systemPressureless sintering behavior of nano-silver paste for large area chip interconnection WU Weizhen， YANG Fan， HU Bo， LI Mingyu (Sauvage Laboratory for Smart Materials, Harbin Institute of Technology (Shenzhen), Shenzhen, 518055, China). pp 83-90Abstract:A nano-silver paste which can be used in low temperature sintering was prepared by chemical reduction method. By analyzing the microstructure, mechanical properties and failure modes of pressureless low temperature sintered nano-silver joints, the gradual microstructure evolution of the pressureless sintered silver joints was systematically discussed, and the influence of joint size on the connection performance and reliability of sintered silver was obtained. By heating the joint to 250 ℃ with the sintering time of 1 hour, the shear strength of pressureless sintered joint reached 70 MPa or more when the joint area was less than or equal to 3 mm × 3 mm. As the joint area increased, the shear strength of the solder joint gradually decreased. However, when the solder joint size was 10 mm × 10 mm, the shear strength remained above 20 MPa. The fracture interface morphology showed that the larger the joint area, the lower the plastic deformation of the sintered silver. It was interesting that there was a gradual microstructure evolution from the center to the edge of the joints of all sizes, and violent plastic deformation occurred at the edges.Highlights: (1) The nano-silver paste with the optimized or-ganic coating was used to realize the pressureless low temper-ature sintering connection of a large area chip (10 mm × 10 mm).(2) The influence of the size of interconnect joints on the mi-crostructure and echanical properties of the sintered silver was illustrated. The gradual microstructure evolution of sintered silver microstructure in pressureless joints was obtained.Key words: nano-silver paste；pressureless sintering；large area；mechanical properties；microstructure evolutionThermal-mechanical coupled numerical analysis of laser + GMAW hybrid heat source welding process WU Xiangyang1， SU Hao2， SUN Yan2， CHEN Ji2， WU Chuanong2 (1. CRRC Qingdao Sifang Co., LTD., Qingdao, 266111, China；2. MOE Key Lab for Liquid-Solid Structure Evolution and Materials Processing, Institute of Materials Joining, Shandong University, Jinan, 250061, China). pp 91-96 Abstract: From the viewpoint of macroscopic phenomena in heat transfer, a combined “double-ellipsoid + linearly-increased peak value cylinder”volumetric heat source distribution mode was proposed according to the characteristics of laser + GMAW hybrid heat source welding process. A finite element model of laser + GMAW hybrid heat source welding process was established. The temperature distribution, and the2021, Vol. 42, No. 1TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION VIIsize of the weld cross-section were numerically calculated. It can be observed that the calculated results were in good agreement with the experimental results, which proves the rationality and applicability of the combined volumetric heat source model. And then, the calculated temperature field was utilized for the numerical modeling and comparison of the welding deformation and residual stress between GMAW and laser + GMAW hybrid welding process. The results shown that the heat input, weld width, welding deformation and high residual stress region of laser + GMAW hybrid welding were all much smaller than that of GMAW with the identical weld pool depth. The research confirmed the advantages of laser + GMAW hybrid welding, and provided basic theoretical data for the optimization of process parameters.Highlights:(1) A combined heat source model for laser + GMAW hybrid welding was established, and the distributions of temperature and residual stress on the workpiece were nu-merically calculated.(2) It was shown that heat input, weld width and range of high stress zone for laser + GMAW were all smaller compared with that for GMAW under the same weld penetration, which con-firmed the superiority of the hybrid heat source welding pro-cess.Key words: hybrid welding；combined volumetric heat source；thermal-mechanical coupling；numerical analysisVIII TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION2021, Vol. 42, No. 1。
薄板钛合金光纤激光-tig电弧复合焊接工艺研究
薄板钛合金光纤激光-tig电弧复合焊接工艺研究随着航空航天、船舶、化工等领域对材料性能要求的提高，金属材料的焊接工艺也日益趋于高效、高精度、高质量。
对于薄板钛合金的焊接，传统的TIG焊接具有较好的焊缝质量和可靠性，但生产效率低下；而激光焊接速度快，但焊缝质量容易受到板材表面质量和对接精度的影响。
因此，采用光纤激光-TIG电弧复合焊接工艺，可以在保证焊接质量的同时提高生产效率。
光纤激光-TIG电弧复合焊接工艺的实现，需要在TIG焊接过程中引入激光能量，使得焊接部位产生高温，从而提高焊接速度和焊缝质量。
该工艺涉及的关键技术包括激光和TIG焊接机的协同控制、焊接气体种类和流量的优化、焊接参数的匹配等。
在应用实践中，需要根据板材厚度、板材表面质量和对接方式等因素进行针对性的调整和优化。
通过文献综述和实验研究，可以得出光纤激光-TIG电弧复合焊接工艺的一些优点：能够实现高效率、高精度的焊接；焊接质量稳定可靠；适用于不同厚度和形状的钛合金薄板；降低了对板材表面质量的要求；且可实现自动化生产，提高了生产效率。
但该工艺也存在一些缺点，如设备复杂、初步成本较高、对气体流量和焊接参数等参数的精度要求较高等问题，需要在实际生产中进行更多的优化和改进。
FEMFAT对于电弧焊接的疲劳评估方法
FEMFAT对于电弧焊接的疲劳评估方法电弧焊接是一种常见的焊接方法，广泛应用于各个领域的工业生产中。
然而，电弧焊接结构在使用过程中容易出现疲劳破坏，因此需要进行疲劳评估。
FEMFAT是一种先进的疲劳评估软件，适用于多种焊接接头的疲劳评估。
FEMFAT是一种基于有限元法的疲劳评估软件，可以用于模拟焊接接头在实际工况下的疲劳寿命。
它可以通过加载历程、材料参数和几何信息等输入，计算焊接接头的应力和变形，并根据疲劳理论进行疲劳寿命评估。
以下是FEMFAT对于电弧焊接的疲劳评估方法的一般步骤：1.几何建模：首先需要通过CAD软件对电弧焊接接头进行几何建模。
建模应准确地包括焊接接头的几何形状、尺寸和连接情况等信息。
2.材料建模：其次，需要对焊接接头的材料进行材料建模。
材料模型应准确地描述焊接接头的材料特性，包括弹性模量、屈服强度、延伸率和疲劳强度等参数。
3.网格划分：然后，需要对焊接接头进行网格划分。
网格划分应使得焊接接头的几何形状得到精确的表示，并保证计算的准确性和效率。
4.边界条件设置：接下来，需要设置焊接接头的边界条件。
边界条件应包括加载历程、约束条件和边界条件等参数，以确保焊接接头在仿真中受到合适的力学加载。
5.载荷分析：进行载荷分析，计算焊接接头在实际载荷下的应力和变形。
载荷分析的准确性直接影响到焊接接头疲劳评估的准确性。
6.疲劳评估：最后，使用FEMFAT进行疲劳评估。
根据加载历程、材料参数和几何信息等输入，FEMFAT可以计算焊接接头在实际工况下的疲劳寿命，并给出疲劳寿命预测结果。
总之，FEMFAT是一种基于有限元法的疲劳评估软件，适用于电弧焊接接头的疲劳评估。
它可以通过模拟焊接接头的应力和变形，根据疲劳理论进行疲劳寿命评估，从而指导焊接接头的设计和使用。
使用FEMFAT进行电弧焊接接头的疲劳评估，可以提高焊接接头的使用安全性和可靠性，减少疲劳破坏的风险。
激光复合焊工作原理【详解】
激光复合焊接技术中应用较多的是激光-电弧复合焊接技术，主要目的是有效的利用电弧能量，在较小的激光功率条件下获得较大的熔深，同时提高激光焊接对接头间隙的适应性，降低激光焊接的装配精度，实现高效率、高质量的焊接过程。
例如，激光焊与TIG/MIG电弧组成的激光-TIG/MIG复合焊，可实现大熔深焊接，同时热输入比TIG/MIG电弧大为减小。
激光与电弧联合应用进行焊接有两种方式。
一是沿焊接方向，激光与电弧间距较大，前后串联排布，两者作为独立的热源作用于工件，主要是利用电弧热源对焊缝进行预热或后热，达到提高激光吸收率、改善焊缝组织性能的目的。
二是激光与电弧共同作用于熔池，焊接过程中，激光与电弧之间存在相互作用和能量的耦合，也就是我们通常所说的激光-电弧复合热焊接。
单独使用激光焊时，由于等离子体的吸收与工件反射，能量利用率低。
母材处于固态时对激光的吸收率很低，而熔化后对激光的吸收率可高达50%~100%。
激光与电弧复合焊接时，TIG或MIG电弧先将母材熔化，紧接着用激光照射熔融金属，提高母材对激光的吸收率，可以有效利用电弧能量，降低激光功率。
这就意味着可以减少激光设备的投资，降低生产成本。
扩展资料：激光复合焊接的技术要领：一，概述激光（Laser）是利用辐射激发光放大原理而产生一种单色、方向性强、光亮度大的光束经透射或反射镜聚焦后获得高密度功率的能束。
它可用于焊接、切割和材料表面处理的热源。
激光焊（LW）是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密的焊接方法。
按照激光发生器工作性质的不同激光分为固体、液体、气体、半导体等激光；按照激光对工件的作用和激光器输出能量的不同激光焊可分为连续激光焊和脉冲激光焊；按照激光聚焦后光斑作用在工件上的功率密度激光焊可分为传热焊（熔透焊）和深熔焊（锁孔焊、穿孔焊、小孔焊）。
激光焊机主要由激光器（核心部分，目前主要是YAG固体激光器和CO2气体激光器）、光束传输和聚焦系统、焊炬、工作台、电源和控制装置、气源、水源、操作盘数控装置等组成。
[激光电弧复合焊]原理
![[激光电弧复合焊]原理](https://img.taocdn.com/s3/m/be2f000a876fb84ae45c3b3567ec102de2bddf29.png)
[激光电弧复合焊]原理原文为日本大阪大学S.Katayama先生撰写，鬼斧翻译。
2.1 简介激光电弧复合焊被认为是最有前景的连接工艺。
它可以利用激光和电弧两个特性，来补偿激光焊接和电弧焊的缺点。
激光焊接具有高质量、高精度、高性能、高速度、良好的柔韧性和低变形的优点。
另外，它还因易于与机器人、人力、全自动化的系统、生产线等相融合，而受到广泛赞誉。
激光焊接的应用，正在逐年增加。
激光器及激光焊接的缺点，是激光装置的成本高昂，难以焊接高反射或高导热金属，接头间隙公差要求很小，以及在深熔焊的熔合区中易形成气孔等焊接缺陷。
电弧焊最广泛地用于材料连接。
电弧焊设备便宜，且易于操作，且焊接过程非常稳定、有效。
但在大多数情况下，电弧焊焊珠渗透浅，焊接速度慢，在高速焊接时，易于形成隆起的焊珠等。
另一方面，使用CO2、YAG、半导体、盘片或光纤激光器和TIG、MIG、MAG、等离子或其他电弧热源等进行复合焊接，已经受到相当大的关注。
它可以实现许多优点，例如更深的熔透、更高的焊接速度、更宽的接头间隙公差、更好的焊道表面外观、减少的焊接缺陷、更少的气孔率以及其它的对各个过程缺点的补充。
在本章中，要了解激光电弧复合焊的基本原理，并在更好地了解其现象，电弧等离子体特性，激光诱导等离子体行为，激光束之间的相互作用的基础上，正确利用复合焊工艺。
将描述和详细描述其引起的激光等离子体和电弧等离子体，液滴转移，熔体流动，键孔行为和熔池中的气泡产生，导致在熔合区中形成孔隙。
2.2 激光束与电弧的交互性与等离子特性在激光电弧复合焊中，理解其物理现象是非常重要的。
焊接时，所有的固体、液体、蒸汽和等离子体的所有状态都存在于狭小的空间中。
激光-TIG复合焊激光-MIG复合焊在本章中，根据热源布置不同，我们有不同的称呼。
如，当YAG 激光光学头在前，我们称之为YAG激光-TIG电弧复合焊，而当TIG焊枪在前，我们称之为TIG电弧-YAG激光复合焊。
等离子MIGMAG论文
等离子-MIG/MAG复合热源焊接技术研究与应用北京天启金桥冶金设备技术有限公司（100054） 王长春哈尔滨焊接研究所（150080） 杜 兵摘要 等离子-MIG/MAG复合热源焊接技术是将等离子弧与MIG/MAG电弧有机复合形成的一种高效优质、低成本的焊接新技术。
一体化的焊枪及等离子电源可以与目前常用的MIG/MAG电源简单组合使该技术具有广泛的应用前景。
本文介绍了等离子-MIG/MAG复合热源焊接技术的技术原理、工艺与装备特点及其工业应用。
关键词：等离子 复合热源 SUPER-MIG/MAG 焊接系统0 前沿当前各种复合热源的焊接工艺方法越来越成为焊接技术研究与应用的热点，美国焊接学会将“复合焊接”定义为：将两种明显不同的焊接工艺方法组合为一种焊接工艺方法。
本文主要介绍等离子-MIG/MAG复合热源焊接工艺方法，也称之为SUPER-MIG/MAG。
SUPER-MIG是把等离子和 MIG/MAG这两种通用的焊接工艺方法组合成一种复合热源焊接工艺。
这种新的焊接技术，能够代替或改善绝大多数常规 MIG、MAG、TIG、埋弧焊、等离子焊等焊接工艺，并且还可用于连续搭接焊、缝焊/点焊组合等，适合多种金属材料焊接。
SUPER-MIG/MAG将MIG/MAG和等离子结合在一把焊枪内，系统兼容现有的 MIG/MAG焊接系统，适合于自动化（机器人）焊接，图1为典型的SUPER-MIG/MAG机器人焊接系统。
主要包括：一体化焊枪、控制主机（包括等离子电源）、常规 MIG/MAG 电源和送丝装置、焊枪自动清理装置及焊接机器人。
1 SUPER-MIG/MAG 技术原理SUPER-MIG/MAG焊接系统的焊枪是MIG/MAG焊枪与等离子焊枪的一体化设计，焊枪内包含等离子电极，该电极在焊接前缘位置形成等离子弧，并在母材内生成匙孔，MIG/MAG电弧与等离子弧形成复合热源，焊丝连续熔化并填充熔池。
因此，这种等离子-MIG/MAG复合热源焊接工艺方法不仅拥有等离子焊熔深大的特点，而且还具备 MIG/MAG焊接熔敷效率较高的特点。
7075铝合金等离子-MIG复合焊接接头热裂纹数值模拟
7075铝合金等离子-MIG复合焊接接头热裂纹数值模拟李丽琼;金成【摘要】针对7075铝合金等离子-MIG复合焊接过程中热裂纹产生的宏、细观原因问题,采用鱼骨法进行焊接热裂纹敏感试验.使用直径φ1.2 mm的ER5356铝合金焊丝对厚度4 mm的7075-T6铝合金板材进行等离子-MIG复合焊接试验,测定7075-T6铝合金脆性温度区间(BTR),评定其热裂纹倾向.采用宏观热弹塑性结合细观晶体塑性有限元法数值模拟,结果表明略微的应变差会导致热裂纹敏感性的不同,故此提出适当的调节应变差,优化焊接工艺过程.【期刊名称】《电焊机》【年(卷),期】2019(049)007【总页数】6页(P95-100)【关键词】热裂纹;等离子-MIG复合焊接;晶体塑性有限元【作者】李丽琼;金成【作者单位】大连交通大学材料科学与工程学院,辽宁大连116028;大连交通大学材料科学与工程学院,辽宁大连116028【正文语种】中文【中图分类】O343.60 前言7XXX系铝合金因其比强度高、加工性能好、断裂韧度高等优点，被广泛应用于航空航天、轨道交通等领域。
传统的铝合金焊接方法包括钨极氩弧焊（TIG）、熔化极惰性气体保护焊（MIG）、激光焊（LBW）等[1-3]。
但7XXX系铝合金焊接热裂纹倾向高于其他系铝合金，焊接过程中常产生热裂纹，严重时会产生纵向贯穿裂纹，裂纹与熔池同步前进。
传统焊接方法难以满足现在制造业对7XXX铝合金提出的高效率、高质量的技术要求。
7075铝合金为Al-Zn-Mg-Cu系铝合金，由于合金元素Cu的加入，强度和抗应力腐蚀性能均得到提高，但焊接性能下降，熔池金属在冷却过程中形成低熔点共晶相，易导致焊接热裂纹的产生，因此7075铝合金又被称为超强高难焊铝合金。
LUZ[4]等发现增加冷却速度能够减少热裂纹的产生；陈大军[5]等采用脉冲MIG焊焊接7075铝合金并对比分析焊缝强度与母材强度。
已有文献大多从宏观角度阐述热裂纹成因，缺乏细观尺度对热裂纹敏感性的研究。
MIG电弧钎焊的原理及应用
MIG电弧钎焊的原理及应用0 前言随着近年来带镀层的板材（如镀锌板，渗铝板）在工业中的应用的增多，带镀层的板材和铝、镁一同做为最具有前景的材料而越来越被人们所重视，可是带镀层的板材如何有效的焊接却是一个亟待解决的问题。
镀锌板锌的熔点约420℃，挥发温度为908℃，普通熔焊的高温电弧（约3000-4000℃）必然促使大量的锌的蒸发，从而导致各种焊接缺陷；而渗铝板的焊接由于镀层中的铝容易熔入到焊缝，焊缝容易出现气孔和焊缝表面粗糙不平等焊接缺陷。
在现有的焊接工艺中，镀锌板和渗铝板的焊缝往往是打磨掉镀层后再进行焊接的，焊接完成后再重新进行防腐处理。
这样不但增加工作量，还破坏了镀层原有的功能，使焊缝位置容易最先开始生锈。
为了解决这些问题，MIG电弧钎焊作为一种利用电弧加热焊件和填充钎料的钎焊方法，兼有钎焊和电弧焊的特点，在带镀层板材及其他领域开始受到越来越多的重视和研究。
1 MIG电弧钎焊的原理和特点熔化极脉冲氩弧钎焊（MIG-Brazing），即在氩气保护下，采用熔化极脉冲氩弧焊电源系统和特制的钎焊焊丝，在焊丝与工件间形成电弧，焊丝连续送进并熔化，形成填充金属，将母材连接起来的新型焊接工艺。
在整个焊接过程中，若电流较小，母材基本不熔化，其焊接性质属于硬钎焊；若电流较大，母材有少量熔化，其焊接性质属于熔钎焊。
与普通脉冲MIG 焊方法相比，MIG电弧钎焊有以下特点[1]：(1)填充金属是钎焊焊丝，电弧温度低，对母材的热输入小，小电流下母材基本不熔化，钎料本身具有较好的流动性，自动填充母材的对接间隙；(2)对簿板及薄壁容器进行钎焊时变形量很小，操作简便，焊接热影响区小，不易产生烧穿等焊接缺陷，且能较容易地实现单面焊双面成形；(3)电弧特有的去除氧化膜作用，带电粒子的冲击活化作用，克服钎剂对母材的腐蚀副作用，焊后不用清洗；(4)可以实现异种金属之间的连接，如铜与钢、铜与不锈钢、普通钢与特种钢等等。
2 MIG电弧钎焊的应用2.1 镀锌板MIG电弧钎焊（1）镀锌板及其焊接性能的介绍镀锌钢板大致可分为电镀锌钢板和热浸镀锌钢板。
焊接文献综述精选全文
可编辑修改精选全文完整版车用AA7075(T6)激光-MIG复合焊和单独激光焊接头组织和性能研究1. 引言铝合金材料由于导电导热性好、质量轻、抗腐蚀、易成形等优点，受到众多工业制造领域的青睐，可以制造各种各样化工耐蚀和低温设备，这样极大地推动了铝合金焊接技术的发展。
因此，提高铝合金焊接的生产率和焊接质量，减少焊接缺陷存在的高效焊接方法已成为实际生产的迫切要求[1]。
激光焊接是实现铝合金结构联接最具有技术和经济优势的加工方法。
在工业生产中，激光焊接是一种很有前景的连接工艺，因为他能在较高的焊接速度和较低的热输入下，获得深而窄的焊接接头，但成本高。
气体保护焊虽然成本低，在焊接特性上又有一定的局限性，将两种方法结合，可有效的提高焊接效率，近年来发展的铝合金复合焊接技术主要是采用高能焊接方法，如激光-电弧焊、激光-等离子弧焊、等离子电弧焊、等离子-电子束焊、TIG-MIG、等。
这些焊接方法具有能量密度大且较集中、焊接速度高、焊接变形小、焊接质量高等优点[1]。
此外，基于固相连接技术的新型焊接技术——搅拌摩擦焊也可用于高强铝合金的焊接，该种方法具有优良的接头力学生能，不需要填充焊接材料，没有焊接烟法和飞溅，很少的焊前准备和焊接变形等优势。
在此主要针对高强铝合金激光-电弧复合焊进行分析。
2. 激光复合焊的现状、实验研究及应用2.1. 高强铝合金激光焊接分析及现状铝合金材料由于导电导热性好、质量轻、抗腐蚀、易成形等优点，受到众多工业制造领域的青睐[1]，美欧等主要工业国家都用4位数字来表示铝和铝合金牌号，其中2系与7系一般为高强度铝合金，主要为压力加工铝合金中防锈铝合金类、硬铝合金类、超硬铝合金类、锻铝合金类、铝锂合金类。
铝合金的激光焊接在八十年代还被认为是不可能的，这主要是由于铝合金对激光的高反射性和自身的高导热性。
除此之外铝合金还存在一些难点，例如铝元素电离能力低，焊接过程中光致等离子体易于过热和扩展，焊接过程稳定性差；激光焊接熔深比大，气泡不易上浮析出，容易产生气孔等[9]。
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基 于 ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的 激 光 一 脉冲 Ｍ ｌ Ｇ 复 合 焊 过 程 稳 定 性 评 价
杜 杨 ， 李 桓 ， 韦辉 亮 ， 薛 宽
３ ０ ０ ３ ８ ５ ） （ １ ．天 津 大 学 天 津 市 现 代 连 接 技 术 重点 实验 室 ， 天 津 ３ ０ ０ ０ ７ ２； ２ ．天 津 市 大 千 管业 有 限公 司 ， 天津
图１ 焊 接 过 程 稳 定 性 评 价 方 法 的 原 理 图
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｓｃ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ｏ ｆ ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｆ ｏ ｒ ｗｅ ｌ ｄｉ ｎ ｇ
ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
ｌ
行 分析 ， 因此 文 中从周 期人 手 ， 对 周 期 的稳 定性 与 重
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５—０ ２— ０ ７
ｔ ｊ ２ ｌ
基金项 目：国家 自然科 学基 金资助 项 目（ ５ １ ４ ７ ５ ３ ２ ５） ； 天津 市应用 基 础与前沿技术研究计划资助项 目（ １ ４ Ｊ Ｃ ＹＢ Ｊ Ｃ １ ９ １ ０ ０ ） ； 国家 科 技 支 撑计 划 （ ２ ０ １ ４ Ｂ ＡＦ １ ２ Ｂ ０ ０ ）
中 图分 类号 ： Ｔ Ｇ ４ ５ ６ ． ７ 文献 标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ： ０ ２ ５ ３— ３ ６ ０ Ｘ（ ２ ０ １ ７ ） ｏ ４ — ０ ０ ８ １ — ０ ５
０ 青
专
复性 以及周 期 内电 流 的离 散 情况 进 行 深 入 分 析 ， 实 现对 焊接过 程 稳定 性 的有 效 评 价 ， 文 中对 焊 接 电流
图 １所示 ．
行 了分 析并 已取 得很 多成 果 ．丁 雪 萍等 人 使 用周
期 时 间和峰值 时 间段 内 电流平均 值 的标 准差 和 变 异 系数来 衡量 焊接 过程 的稳 定性 ．胡 家琨 等 人 提 出 焊 接过 程稳 定性 指数 石 开 等人 采 用 电弧 电压 ≤
１ 方 法介 绍
文 中介绍 的稳定 性 评 价 方法 主要 借 助 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ
可采 用 脉 冲电流 进 行 焊 接 ， 用 低 于 喷 射 过 渡 临界 电
对 焊接 电信号 进行 数 据处 理 分 析．首 先 ， 提取 流 的平 均 电流来达 到 喷射过 渡 ， 使 热 输 入 降低 ， 熔滴 软件 ， 进 一步 分 析 焊接 电流 周 期 的均 过 渡方 式和 焊缝 成形也 可 精 确有 效 控 制 ．脉 冲 Ｍ Ｉ Ｇ 焊接 电流周 期 ，
激光 一 脉冲 Ｍ Ｉ Ｇ 复 合 焊 是 指 将 激 光 焊 与 脉 冲 的评 价方法 同样 可用 于评 价焊 接 电压 ．
ＭＩ Ｇ焊 组 合 起 来 的 一 种 高 效 率 高 质 量 的 焊 接 方 法 Ｉ ２ Ｊ ．脉 冲 ＭＩ Ｇ焊是 指 焊 接 电 流为 脉 动 变 化 的焊 接方 法 Ｊ ．在 焊接 薄板 或热 输入 敏 感性 大 的材
综合 周期 性和 波动 性两 个 方面 ， 实现 空 比 Ｋ等 ．因为焊 接质量 与 焊接 过 程 的稳定 性 直 接 过程 的波动性 ， 对 焊接 电流 评 价 原 理 如 相关 ， 因此对 这 种 含 有变 动 电流 的焊 接 过 程 的 稳 定 对 焊接 过程稳 定 性 的评 价 ， 性 分析 是分 析脉 冲 电弧焊 特性 的一项 重要 内容 ． 近 年来 ， 很多 焊接 工 作 者 对 焊 接 过 程 稳 定 性 进
焊 中的工 艺 参 数 可分 为 两类 ， 一类 是 基 于 电 流 ， 值 与标准 差 ， 从 而衡 量焊 接过程 的周期 性 ， 然后 通过
的差值 ｄ的均 值与 标准 峰 值 电流 ， Ｄ 、 基值 电流 ， 和平 均 电流 Ｉ ａ ； 另 一类 是 基 对峰 值 电流 与基值 电流 ， 见式 （ ３ ） 和式 （ ４ ） ， 以此 判 断 焊接 于时 间 ， 峰值 时 间 、 基值 时 间 、 周期 时 间 和 占 差进 行分 析 比较 ，
摘
要： 因焊接质量与焊接过程的稳定性有直接关系 ， 且焊接过程 中采集 到的电信号数量庞大 ， 难以实现有效数据
的快速提取 ， 文 中提 出一种基 于 Ｍ Ａ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ的激光 一 脉冲 ＭＩ Ｇ复合焊焊接过程稳定性 评价方法 ．采用 电流周 期 的
均值与标准差评 价焊接过程的周期性 ， 峰值 电流 与基值 电流 的差值 ｄ的均值 与标准差来 衡量焊 接过程 的波动性 ，
●
ｋ ，
／ ＾ ＼
与
Ａ
ｋ
时间 ｔ ， ｓ
＋ 。
脚
概 率密 度分 布 中两个 峰值 的 比值 作 为衡 量 焊接 过 程
稳 定性 指标 ．上述分 析均 未 对 电弧 电压 的周 期 性 进
｜ ＼ ＼ 』 。 瞒 Ｖ ． ｜ ’ ＿ Ｉ Ｊ ＼
综 合这两方面来评价焊接过程的稳定性．文中进行 四组 激光一 脉冲 ＭＩ Ｇ复合焊验证试 验 ， 其 电流信 号 、 电弧形态 、 熔 滴过渡和焊缝形貌的分析结果与该评价方法所得结果一致 ， 证 明文中提出的评 价方 法是有效 可靠 的． 关键词 ： ＭＡ Ｔ Ｌ Ａ Ｂ ；激光一 脉冲 ＭＩ Ｇ复合焊 ；稳定性评价
第３ ８ 卷 第４ 期
２ ０ １ ７年 ４ 月
焊 接 学 报
Ｔ Ｒ ＡＮＳ ＡＣ Ｔ Ｉ ＯＮ Ｓ Ｏ Ｆ Ｔ ＨＥ Ｃ ＨＩ Ｎ Ａ ＷＥＬ Ｄ Ｉ ＮＧ Ｉ ＮＳ Ｔ Ｉ Ｔ Ｕ Ｔ Ｉ ＯＮ
Ｖ ｏ １ ． ３ ８ Ｎ ｏ ． ４
Ａ ｐ ｉ ｒ ｌ ２ ０ １ ７