胥国祥
,
武传松
,
秦国梁
,
王旭友
,
林尚扬
金属学报
为了建立激光+ GMAW电弧复合焊接的体积热源作用模式, 根据激光深熔焊接的焊缝形状特征, 分析了激光焊接的热源作用特点, 提出了4类新的体积热源分布函数. 建立了激光焊接温度场的数值分析模型, 计算出了4类体积热源模式下的激光焊缝形状尺寸, 与实测结果进行了对比. 发现提出的4类体积热源模式能够较好地对激光焊接过程中激光热源对焊缝成形的作用进行表征, 是恰当的和适用的.
关键词:
激光焊接
,
heat source mode
,
weld formation
,
Hybrid welding
雷振
,
王旭友
,
游爱清
,
秦国梁
,
王威
,
林尚扬
稀有金属材料与工程
基于激光-MIG复合热源焊接实现了5A02铝合金与镀锌钢、镀铝钢及非镀层Q235钢的优质、高效熔-钎连接,并对焊缝的成形、接头的性能及微观结构作了分析.结果表明,利用该连接方法可以在高速焊接条件下实现铝/钢熔-钎连接,最高焊接速度可达5 m/min;得到的熔-钎接头的抗拉强度接近于该铝合金熔化焊接头的抗拉强度,接头的抗剪强度高于90 MPa;焊缝钎接界面处生成的金属间化合物主要为Fe_3Al、FeAl_2、Fe_2Al_5、FeAl_3,金属间化合物层厚度太薄或太厚均会影响接头的强度,化合物层厚度在1.5～4 μm范围内最佳.
关键词:
激光
,
复合焊接
,
铝合金
,
钢
,
熔-钎连接
胥国祥
,
武传松
,
秦国梁
,
王旭友
,
林尚扬
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.04.018
为了建立激光+GMAW电弧复合焊接的体积热源作用模式,根据激光深熔焊接的焊缝形状特征,分析了激光焊接的热源作用特点,提出了4类新的体积热源分布函数.建立了激光焊接温度场的数值分析模型,计算出了4类体积热源模式下的激光焊缝形状尺寸,与实测结果进行了对比.发现提出的4类体积热源模式能够较好地对激光焊接过程中激光热源对焊缝成形的作用进行表征,是恰当的和适用的.
关键词:
激光焊接
,
热源模式
,
焊缝成形
,
复合焊接
,
数值模拟
胥国祥
,
武传松
,
秦国梁
,
王旭友
,
林尚扬
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2008.06.001
根据激光+脉冲GMAW电弧复合热源焊焊缝横断面的形状特点,从宏观的传热过程出发,提出了4类新颖的、适用的组合式体积热源的作用模式.将电弧热、熔滴热焓和激光热能分别描述为双椭圆分布,双椭球体分布和峰值热流递增-曲面旋转体分布.将适用的组合式体积热源作用模式应用于复合焊的温度场数值分析,计算出了不同工艺条件下的复合焊焊缝形状尺寸,与实测结果进行了对比,两者吻合情况良好.所建立的4类组合式体积热源充分考虑了复合焊的工艺特点,对焊缝形状尺寸的数值模拟精度较高,能定量体现温度场的变化规律.
关键词:
复合焊
,
激光焊
,
GMAW焊
,
组合式体积热源模式
,
焊缝成形
,
数值模拟
胥国祥
,
武传松
,
秦国梁
,
王旭友
,
林尚扬
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.01.018
针对激光+脉冲GMAW复合焊时电弧脉冲的热作用特点,将电弧热流处理为脉冲电流和基值电流阶段分布参数不同的双椭圆模式,同时适当减小焊件表面的热导率,以间接考虑脉冲电流和基值电流的间歇式作用.根据平均焊接电流大小确定熔滴热焓椭球体分布的作用区域,并考虑激光热源的作用位置.从以上几方面对前期研究采用的热源模型进行了改进,建立了两类新的适用于复合焊的组合式体积热源模型.利用改进后的热源模型对不同工艺条件下复合焊的焊缝横断面形状尺寸进行了模拟计算.计算得到的熔深、熔宽以及熔合线走向都与实验结果吻合,使数值模拟精度有了较大提高.
关键词:
复合焊
,
脉冲GMAW
,
焊缝成形
,
组合式热源模型
,
数值模拟
,
熔合线走向
武传松
,
胥国祥
,
秦国梁
,
王旭友
,
林尚扬
金属学报
doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2009.08.017
焊接HAZ的热场特征,如HAZ的宽度和焊接热循环的参数等,对焊接接头的组织和性能有重要影响,是决定焊接接头质量的关键因素.本文应用已建立的复合热源焊的组合式体积热源模型,对Laser+GMAW-P复合热源焊的热场进行数值分析,定量研究了不同电弧功率对Laser+GMAW-P复合热源焊热影响区(HAZ)宽度和热循环参数等热场特征基础数据的影响规律,并与单激光焊和单GMAW-焊的情况进行了比较,以期从冶金上揭示复合热源焊的特点.
关键词:
复合热源焊
,
HAZ宽度
,
热循环
,
数值模拟
胥国祥
,
武传松
,
秦国梁
,
王旭友
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00174
从宏观传热学出发,综合考虑焊缝横断面形状特点及接头形式对焊接热流的影响,建立了适用的T型接头激光+GMAW复合热源焊的组合式热源模型.利用双椭球体热源模型描述电弧热流和熔滴热焓,采用热流峰值指数递增-锥体热源模型表征激光热输入,并通过坐标系转换的方法旋转热源模型,以考虑焊枪倾斜对焊接热流分布的影响,推导出适用于T型接头复合焊的热源模型表达公式,从而简化了T型接头焊接数值模拟中的模型加载过程.将所建立的模型用于不同焊接条件下铝合金T型接头激光+GMAW单侧双面焊接焊缝形状和尺寸的模拟计算,计算结果与实验结果吻合较好,从而证明了模型的准确性和适用性；利用该模型计算了铝合金T型接头复合焊近缝区不同位置的热循环曲线,分析了铝合金T型接头复合焊热循环特征,为其组织和性能的预测奠定了基础.
关键词:
铝合金
,
T型接头
,
复合焊
,
热源模型
,
数值模拟
孙俊华
,
武传松
,
秦国梁
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2011.00072
受控脉冲穿孔等离子弧焊接(PAW)过程中,小孔形状随焊接电流动态变化,经历“形成-长大-缩小-闭合”的变化过程.本文在对受控脉冲PAW瞬态温度场进行数值模拟的基础上,通过分析焊接熔池表面的受力状态,建立了小孔形状的模型,考虑了盲孔(小孔深度小于工件厚度)和穿透小孔2类情况.对焊接熔池内三维小孔在一个脉冲周期内的变化过程进行了数值计算.进行了受控脉冲PAW工艺实验,验证了穿孔持续时间的数值分析结果.
关键词:
受控脉冲穿孔
,
等离子弧焊接
,
小孔
,
动态变化
,
数值模拟
秦国梁
,
苏玉虎
,
王术军
金属学报
doi:10.3724/SP.J.1037.2012.00046
采用数字化脉冲MIG焊机,以ER4043焊丝为填充材料,实现了6013-T4铝合金薄板与镀锌钢板的熔—钎焊接,研究了焊接热输入对接头组织和性能的影响.结果表明,在熔-钎焊接头熔化焊缝焊趾处存在主要由Zn-Al共晶体、富Al的α固溶体和Fe3Al组成的富Zn区；钎焊界面上的Fe-Al金属间化合物层厚度在1.05-4.50μm之间,且随焊接热输入的增加而增大.Fe-Al金属间化合物呈“锯齿”或“舌”状向焊缝内生长,主要为FeAl2,Fe2Al5和Fe4Al13.随着焊接热输入的增大,熔-钎焊接头的抗拉强度先增大而后减小,在850 J/cm的热输入下达到229 MPa,拉伸后在铝合金焊接热影响区发生断裂,为塑韧性断裂；当焊接热输入较小时接头在钎焊界面断裂,属于脆性断裂.
关键词:
熔-钎焊接
,
异种材料连接
,
脉冲MIG焊
,
组织与性能
,
金属间化合物
