一、高速脉冲钨极氩弧焊工艺及设备的探索（论文文献综述）
吕晓辉[1]（2021）在《不等厚钛合金结构低功率激光诱导TIG电弧焊接工艺研究》文中研究指明钛合金作为21世纪的“太空”金属、“海洋”金属具有高韧性、高比强度、良好的耐高温性等众多优点,钛合金目前已被广泛应用于涉及国防安全的军事装备制造领域。随着军事制造现代化进程的加速,装备的研发与生产周期不断缩短,对各类新材料先进制造技术提出了更高的要求,钛合金焊接结构也不仅仅局限于各种厚度的平板对接,因此需要更加稳定高效的技术手段进行连接。传统电弧焊技术能量分散、穿透能力弱,加之钛合金本身导热系数小,在特殊结构件焊接时熔池较大,对工艺参数变化的敏感度更高,极易造成熔池失稳导致连续烧穿缺陷。针对这类问题,本文提出采用低功率激光诱导TIG电弧热源对各类钛合金不等厚度的复杂结构件进行焊接,旨在降低钛合金特殊结构对焊接工艺参数的敏感度,提升焊接过程的稳定性。钛合金材料本身价格昂贵,加之热加工性能不好,为摸索其在不等厚特殊结构中的焊接工艺并尽量降低试验成本投入,本文先利用低功率激光诱导TIG热源在8mm TC4钛合金上进行先期堆焊试验,研究焊接工艺参数对焊缝形貌尺寸的影响,并将基于遗传算法优化后的BP神经网络应用到该实验结果中来实现焊接工艺参数对焊缝形貌尺寸的预测,来验证该模型在TC4钛合金材料及低功率激光诱导TIG电弧焊接方法上对焊缝尺寸形貌预测的适用性,实验结果表明平均绝对百分差和标差都小于0.15,训练和预测样本线性回归的相关系数均十分接近于1,即GA-BP模型具备很高的预测精度及稳定性,可为后续TC4钛合金板不等厚特殊结构低功率激光诱导TIG电弧焊接工艺参数选定及优化组合提供指导。在8mm厚TC4钛合金板堆焊工艺及GA-BP神经网络研究基础上,分别对15mm和6mm板组成的角接结构、25mm和12mm板组成的对接结构进行焊接工艺设计和打底焊接试验,实验结果表明:低功率脉冲激光的加入,会将TIG电弧吸引到激光作用点位置放电,实现宏观上的电弧收缩,能有效增强TIG电弧的穿透能力、降低焊接热输入。25mm和12mm板组成的对接结构在激光功率为296-336W,TIG电流250-280A时可实现连续平整的焊缝成形及背部合理熔深,15mm和6mm板组成的角接结构在激光功率485-545W,TIG电流210-240A,焊接预留间隙0-0.3mm时均可得到良好的打底焊缝成形;即低功率激光诱导TIG电弧热源在钛合金特殊结构件焊接时具备更低的敏感度和更强的适用性。TC4钛合金在低功率激光诱导TIG电弧热源焊接后,角接及对接结构的焊缝区组织长大明显为粗大的柱状晶组织,且伴随有“网篮组织”出现,使得焊缝区硬度较母材及热影响区有较高的提升,试件抗拉强度可达1011.54MPa,断裂位置于母材处。不等厚对接结构热电偶实测结果表明:钛合金焊接过程十分迅速,升温速度远大于焊后冷却速度,且25mm厚板侧升温速率及降温速率大于12mm薄板侧。
刘修更[2]（2021）在《不锈钢薄板高频脉冲双钨极氩弧焊焊接工艺研究》文中指出现代工业对焊接生产率提出了更高的要求,传统单钨极氩弧焊在高速大流焊接时易导致驼峰等缺陷。双钨极氩弧焊（T-TIG）是在单钨极氩弧焊的基础上发展而来的,采用两台电源分别给两个钨极供电,在同一个喷嘴内产生T-TIG电弧,大大降低电弧力,有利于抑制驼峰缺陷。施加高频脉冲的高频脉冲双钨极氩弧焊（HFPT-TIG）能够进一步增加熔深、细化晶粒,提高焊缝力学性能,具有广阔的应用前景。本文研究了 HFPT-TIG电弧物理特性、焊缝成形的影响因素,利用正交试验得到优化的焊接工艺参数,对比了 HFPT-TIG焊接接头与单钨极TIG、T-TIG焊接接头焊缝组织和力学性能,为薄板的高效率高质量焊接提供了新思路。利用高速摄像系统拍摄了不同焊接工艺参数下的HFPT-TIG电弧形态,使用电弧力采集装置获得其电弧力分布,并借助于电信号采集装置测量了电弧静特性。结果表明,2mm钨极间距时,HFPT-TIG电弧正面为“钟罩形”,侧面近似“三角形”。6mm钨极间距时,电弧正面形态为“鼻子形”,侧面近似“圆形”。施加高频脉冲使电弧明显收缩且Y方向（两钨极尖端连线的中垂线方向）收缩程度大于X方向（两钨极尖端连线方向）,挺度增加;高速焊接时能抑制电弧后拖。T-TIG电弧力峰值远低于单钨极TIG;施加高频脉冲使HFPT-TIG电弧力比T-TIG略有提升,峰值向施加高频脉冲的钨极一侧偏移。钨极间距对电弧力影响较大,钨极间距从2mm增大至6mm,X方向作用范围不断扩大,Y方向作用范围减小。高频脉冲频率、高频脉冲幅值增大使电弧力略有提升。HFPT-TIG电弧静特性呈“U”型,介于单钨极TIG和T-TIG之间;钨极间距、高频脉冲频率和高频脉冲幅值的改变对电弧电压影响较小。在2mm厚304不锈钢板上进行堆焊试验,分析不同焊接参数对HFPT-TIG焊缝表面成形和横断面形貌的影响规律。结果表明,HFPT-TIG焊能够抑制焊接缺陷的产生,当两钨极尖端连线与焊接方向平行且高频脉冲施加在前钨极时,焊缝成形最佳、熔深较大。钨极间距对焊接过程的稳定性影响较大,间距大于4mm后,电弧稳定性变差。在总等效焊接电流为130A+130A、钨极间距为2mm、弧长为3mm的条件下,HFPT-TIG施加频率为20kHz、幅值为80A的高频脉冲时,其焊缝熔深（1.79mm）比T-TIG（1.22mm）提高46.7%,焊缝中心晶粒平均尺寸由11.6μm降低至 9.8μm。利用正交试验分别得到了 HFPT-TIG焊的1mm厚和2mm厚不锈钢高速对接焊优化参数组合,与单钨极TIG焊和T-TIG焊相比,焊接速度提升,且保证熔透所需的热输入降低。HFPT-TIG焊接接头组织主要是奥氏体和骨骼状铁素体或板条状铁素体,熔合区附近存在细晶带,焊缝中心柱状晶的晶粒尺寸以及热影响区宽度均小于T-TIG焊;HFPT-TIG焊接接头拉伸强度可以达到母材的97%以上,接头呈现出明显的韧性断裂特征,拉伸断口的形貌为均匀且密集分布的韧窝;焊缝平均硬度值高于单钨极-TIG和T-TIG焊接接头,且硬度峰值出现在焊缝中心附近。研究结果表明,高频脉冲双钨极氩弧焊接工艺具有焊接效率高、接头质量好等优势,可以在实际工业生产中推广应用。
郭新宇[3]（2021）在《7A04铝合金脉冲TIG焊工艺及接头组织性能研究》文中研究说明7A04高强铝合金因具有较高的比强度而作为重要的轻量化替代材料在航空航天、国防建设等领域发展前景广阔。本文采用脉冲TIG焊对7A04铝合金进行焊接研究,通过光学显微镜、工业用X射线探伤仪、扫描电镜、万能拉伸试验机、显微硬度分析仪等测试方法分析三种电流波形（矩形波、正弦波、三角波）下焊接电弧、接头力学性能及组织特征,研究ER5356、ER5183以及同质焊丝对7A04铝合金脉冲TIG接头组织性能的影响。不同电流波形周期性变化引起焊接交变功率有效值变化。通过KEYSIGHT示波器测量,相比矩形波和正弦波,输出电流为脉冲三角波时获得的交变功率有效值最大。焊接交变功率有效值的变化影响7A04铝合金焊接时正极性和反极性阶段的交互作用。高速摄影观察TIG焊接电弧呈现“钟罩形”,其中三角波形的电弧形态变化频率较高,周期性扩张和收缩的高频电弧形态促进了熔池的搅拌和晶粒组织的细化。不同电流波形对TIG焊接熔池的搅拌作用也不同。在相同工艺参数情况下,采用脉冲三角波形电流焊接时,获得的7A04铝合金焊缝中心组织中第二相颗粒细小且弥散,可以增加对位错和晶界的钉扎阻碍作用,因此使7A04接头的屈强比达95%。选用三角波形焊接电流,并分别采用ER5356、ER5183以及同质焊丝对7A04铝合金进行脉冲TIG,结果表明7A04同质焊丝获得的焊缝和热影响区硬度值最高,采用ER5183焊丝次之。同时7A04焊丝填充的接头抗拉强度最高达245MPa。采用脉冲三角波形焊接电流,通过改变焊接电弧热输入的分配来控制母材和焊丝的熔化速率,实现7A04铝合金焊接熔合比的改变,可以降低焊接接头的热裂倾向,对7A04同质焊丝的接头断口形貌和成分分析表明,接头断裂于Mg-Al相处,并且Zn元素弥散分布于焊缝中。
吴东亭[4]（2021）在《旁路耦合双丝间接电弧焊工艺及堆焊层性能研究》文中提出双丝间接电弧焊（Twin-wire Indirect Arc Welding,TWIAW）是一种新开发的高效节能焊接工艺,具有较高的熔敷效率、较低的母材热输入、较小的熔合比及焊件变形等特点,但该工艺的焊接工艺窗口窄,容易在焊趾部位出现熔合不良等工艺缺陷,成为制约该工艺工程应用的瓶颈。为了解决双丝间接电弧焊工艺窗口窄的问题,将双丝间接电弧焊中产热量较大、熔化速度较快的阴极焊丝与被焊工件直接连接在一起,形成旁路耦合双丝间接电弧焊（Bypass Coupling Twin-Wire Indirect Arc Welding,BC-TWIAW）。本文采用工艺实验与数值模拟相结合的研究方法,对BC-TWIAW的电弧特性、熔滴过渡和焊接温度场等进行深入研究,对比研究不同焊接工艺参数下焊缝成形的影响规律,揭示双丝间接电弧与旁路耦合直接电弧的复合特性;探明BC-TWIAW堆焊层耐腐蚀性能和耐磨损性能的变化规律及作用机理。利用旁路耦合电弧来解决双丝间接电弧焊工艺窗口窄、易于出现焊接缺陷的同时,也保留了间接电弧焊母材热输入低、熔敷效率高的优势,可制备性能良好的堆焊层。通过高速摄像系统、焊接电流/电弧电压同步采集装置等研究了焊接过程中焊接电流分配机制、双丝间接电弧与旁路耦合直接电弧的耦合机制和两焊丝端部熔滴过渡行为。研究发现,两焊丝的送丝速度影响两电弧的电流,阳极送丝速度是影响焊接总电流的主要因素,阴极送丝速度是影响间接电弧电流、间接电弧与直接电弧的电流分配比例的主要因素。随阳极焊丝送丝速度增大,焊接总电流增大;随阴极焊丝送丝速度增大,间接电弧电流增大,间接电弧电流与直接电弧电流的比值增大。通过两极送丝速度优化匹配,双丝间接电弧和旁路耦合直接电弧可以形成同步稳定燃烧的复合电弧;阳极焊丝的熔滴呈射滴过渡,而阴极焊丝的熔滴则呈大滴状沿液桥流入熔池。在工艺实验获得的双丝间接电弧和旁路耦合直接电弧的电弧特性和耦合特性的基础上,建立旁路耦合双丝间接电弧焊接的“双椭圆面+双椭球体”复合热源模型,并通过时间步长控制进行移动热源周期性加载,编辑APDL语言命令流利用有限元软件ANSYS对焊接加热和冷却过程进行数值模拟,数值模拟结果表明同等总焊接电流条件下BC-TWIAW对母材的热输入较低,熔敷金属及热影响区的加热和冷却速度较快,母材的熔化量较少,热影响区较窄,可以有效降低熔敷金属的稀释率。利用ER308奥氏体不锈钢焊丝作为填充材料,在常规低碳钢Q235钢板上用旁路耦合双丝间接电弧焊进行18-8系奥氏体不锈钢堆焊实验,通过微观组织、晶间腐蚀敏化指数、点蚀电压、表面钝化膜特性分析等,探讨堆焊过程中熔池的凝固模式和焊缝的冷却过程及堆焊层的耐腐蚀机制。研究结果表明,与同等焊接电流的MIG焊相比,旁路耦合双丝间接电弧焊获得了以下奥氏体为主且晶粒细小、δ铁素体含量较高且弥散分布的18-8不锈钢堆焊层组织,显着提高了不锈钢堆焊层的耐晶间腐蚀及耐点蚀性能。两极焊丝分别采用镍基高温合金焊丝和铁基耐磨药芯焊丝配合制备高温耐磨堆焊层,探讨焊接工艺参数对堆焊层外观成形、微观组织、化学成分、耐蚀性及高温耐磨行为的影响规律,研究了碳化物增强的镍基堆焊层的熔池结晶机制和高温磨损机制等。研究结果表明,利用BC-TWIAW配合镍基焊丝及耐磨焊丝获得了高温耐磨镍基堆焊层,其高温耐磨性是由γ-Fe-Ni基体的抗氧化能力和Nb-C、Cr-C等硬质相骨架结构的综合影响来决定。
吴玮[5]（2021）在《9%Ni钢窄间隙焊接工艺的优化及超窄间隙焊接技术的探究》文中研究说明随着液化天然气（LNG）的需求在全球范围内日益上涨,9%Ni钢（06Ni9DR）由于其极佳的-196℃超低温韧性,逐渐取代了Ni-Cr系不锈钢,成为LNG储罐及运输船制造中应用最多的材料。目前,9%Ni钢储罐和运输船的焊接主要采用焊条电弧焊（SMAW）、埋弧焊（SAW）以及钨极氩弧焊（GTAW）等,其中钨极氩弧焊具有过程稳定、接头质量高等显着优势,但仍存在焊接效率低、填充层数多等问题。本文基于旋转电弧GTAW开展了 9%Ni钢窄间隙焊接工艺试验,显着提升了焊接效率并降低了热输入,获得了综合性能良好的焊接接头,并进一步实现了 5 mm超窄间隙GTAW技术,研究结果对于我国LNG储罐与运输船的高质量建设具有重要的理论意义和应用前景。根据非轴对钨极旋转电弧的原理,开发了旋转电弧窄间隙GTAW系统,并利用该系统进行了 9%Ni钢的焊接工艺试验,揭示了不同工艺参数条件下的熔宽、熔深和热影响区尺寸的变化规律,确定了工艺参数的合理区间。采用8mm窄间隙坡口及合适的反变形角度,通过控制不同焊层的热输入,在确保侧壁熔合的前提下提高了焊接效率,仅单道6层完成了 16mm板厚工件的焊接,获得了良好的焊缝成形与高质量的焊接接头。对接头进行了微观组织分析、XRD及EBSD测试,发现焊缝组织为沿着温度梯度方向生长的单一奥氏体枝晶结构且无其他杂质相,而热影响区则为马氏体、回火马氏体与少量残余奥氏体的混合组织。进一步对9%Ni钢焊接接头进行了力学性能及耐腐蚀性能测试,发现在合理热输入条件下,接头抗拉强度与母材相当,-196℃低温冲击韧性良好,可达140 J/cm2,同时正弯、背弯角度均可以达到160°,满足储罐标准要求。焊缝区盖面焊层与填充焊层硬度大于打底焊层;热影响区硬度在细晶区最大,直至两相混合区时逐渐降至与母材一致。9%Ni钢接头在模拟海水环境中发生选择性腐蚀,腐蚀倾向与接头的Ni、Cr元素分布有关;焊缝与热影响区耐蚀性均优于母材,热输入过低时,热影响区耐蚀性变差。为进一步提升焊接效率、减小热输入,探究了 5mm超窄间隙条件下的旋转电弧焊接技术,发现超窄间隙条件下侧壁对电弧的拘束作用变强,电弧呈现椭球状且尺寸较窄间隙焊接更小,能够同时加热侧壁与熔池区域,热效率进一步提升。由于电弧热作用变化,熔滴过渡行为也与窄间隙GTAW不同,在电弧旋转一周过程中,前半个周期焊丝端部保持与熔池接触,后半个周期发生两次过渡现象,每次过渡过程中焊丝经历“接触-颈缩-分离-伸长-再次接触”的过程,该种过渡方式更为稳定。旋转电弧超窄间隙焊接可以进一步提升焊接效率和熔敷金属填充效率,显着降低了热输入,增大了侧壁熔深并减小了热影响区尺寸,获得的焊接接头强度高于母材,综合力学性能良好。
朱珍文[6]（2021）在《步进填丝双脉冲TIG电弧增材方法及熔池行为研究》文中研究指明金属增材制造作为增材制造领域的一个重要分支,是未来实现传统加工制造向以工业4.0为导向的数字化智能制造转型升级和变革的最重要技术支撑之一。以电弧为载能束的电弧增材制造技术（Wire and Arc Additive Manufacturing,WAAM）具有材料利用率高、成形速度快、制造成本低等优点,相比于高能束金属增材制造,更适合大尺寸复杂结构件的快速近净成形。但基于钨极氩弧焊、熔化极气体保护焊等方法发展的WAAM因本身存在电弧-熔滴-熔池的强耦合、非线性时变交互作用和与外部环境复杂的热交换等特点以及增材成形结构、散热边界条件的变化使得成形过程稳定性难于控制,成形件表面质量粗糙、尺寸精度低、残余应力大、组织性能存在各向异性,严重限制了其在现代化工业领域内大型复杂结构零部件高效低成本制造中的应用。针对传统热源方法发展的WAAM存在电弧-熔滴-熔池的强耦合,导致成形过程稳定性难以控制的问题。本文提出步进填丝双脉冲钨极氩弧（Double-Pulse-TIG,DP-TIG）增材制造方法,通过精确调控电弧-熔滴系统的热-质传输和熔池动态行为来提高沉积层的成形尺寸精度。为此,根据步进填丝（DP-TIG）增材制造原理搭建了试验系统,并开展了以下理论工艺研究并获得重要成果。针对步进填丝DP-TIG电弧增材过程中熔滴过渡的稳定性,通过高速摄像系统研究了高脉冲群阶段焊接参数对熔滴过渡方式及熔滴过渡频率的影响,分析表明,短弧焊接更适合步进填丝DP-TIG增材制造,高脉冲群脉冲频率、峰基值电流差值对熔滴过渡频率影响较大,当高脉冲群脉冲频率为90 Hz,峰基值电流差值30 A时,存在一个最优的熔滴过渡频率。焊丝与基板的高度对熔滴过渡方式影响较大,随着焊丝与基板的高度增加,熔滴过渡方式从小滴搭桥过渡逐渐变为大滴搭桥过渡、自由过渡,通过对小滴搭桥过渡与自由过渡过程及成形件进行对比,发现小滴搭桥过渡更适合步进填丝DP-TIG增材制造。其次,通过建立步进填丝DP-TIG增材过程中焊丝熔化模型,研究了电弧与焊丝的热交互作用,并确定了影响焊丝熔化位置的关键因素。通过研究表明,焊丝角度对焊丝熔化位置影响不大,送丝速度、焊丝直径、焊丝与基板的高度对焊丝熔化位置影响较大,经模型优化后,存在一个送丝速度区间,焊丝熔化位置尽可能地接近钨极,且此时焊丝熔化位置对送丝速度的变化不太敏感。最后,采用最优熔滴过渡方式及焊丝熔化位置进行直壁墙沉积实验。研究了在连续沉积过程中的熔池行为,结果表明:熔池失稳的主要原因为热积累导致熔池体积增大。通过热-质分配模型解释了步进填丝DP-TIG电弧增材热积累补偿机制,维持熔池热稳定性,提高成形件精度。
徐梓龙[7]（2021）在《16MnDR核容器焊接制造工艺及接头性能研究》文中指出随着核能的开发和利用,核电产业得到大规模的发展,核燃料作为核能发电的能量来源,在远距离运输过程中,一旦运输罐体发生泄漏,将会造成难以估计的损失,同时在核能利用过程中会产生一定量的核废料,需要进行低温封存,在此过程中会用到大量高强度的厚壁储罐,由于材料的连接主要依靠焊接来实现,焊接接头的质量成为限制储运罐大规模生产的主要问题之一,因此有必要开发高效且高质量的焊接方法来实现低温储运罐的焊接。目前,厚壁储运罐的焊接工艺大多数为坡口打底焊配合填充盖面焊,该工艺也决定了中厚板焊接制造中存在效率低、质量稳定性差和可靠性较低等潜在问题,这直接影响着中高端装备的服役安全性及国家某些行业的安全可持续发展。研究开发新型先进焊接工艺与装备替代传统焊接工艺方法,实现中厚板高质量高效可靠连接,是提升上述中高端行业制造水平的前提,本文针对实际工况条件下的16MnDR中厚板开展TIG深熔打底焊方法、填充盖面焊工艺及焊接接头组织与力学性能研究,旨在提高焊接效率和自动化程度,解决焊接接头力学性能不达标的问题。为了分析打底焊过程中焊缝成形机理和熔深增加的原因,借助于高速摄像机对电弧—熔池的动态行为进行采集,借助于红外热成像仪对熔池温度场进行监测,从电弧形貌、熔池流动和熔池传热的角度分析单面焊双面成形原因和熔深增加机理;在打底焊的基础上对填充盖面焊的工艺进行设计,通过大量的埋弧焊工艺实验,最终得到最佳的焊接参数,在焊接过程中通过对焊材的选择、热输入的控制和层间温度的选择得到在不同参数下焊缝成形的一般规律;通过激光共聚焦显微镜和扫描电镜（SEM）对焊缝微观组织及元素分布的分析,结合焊缝的微观组织以及断口的形貌对不同工艺参数条件下焊缝力学性能变化的原因做出解释。相关研究结果表明,双频调制脉冲TIG电弧具有更高的能量和更好的挺度,保证打底焊过程中熔孔的稳定性,液态金属向熔池后方和底部的流动成为双频调制脉冲TIG焊方法实现单面焊双面成形的原因,高频脉冲的调制作用使得更多的热量向熔池底部传递用于增加熔深。通过对埋弧焊工艺的设计最终实现中厚板的焊接,对焊接接头的组织和力学性能分析表明,在两种焊丝体系下都有细小的针状铁素体组织（AF）的生成,对于接头力学性能的提高有极大的帮助作用,然而打底层的珠光体（P）和盖面层的侧板条铁素体（FSP）会对力学性能产生不利的影响。
杨健[8]（2021）在《6N01铝合金对接接头的K-TIG焊接工艺、组织及性能》文中指出6N01铝合金具有中等强度、良好的耐蚀性、加工性及焊接性,广泛应用于高速列车和地铁列车的侧墙、盖板、车厢隔框等。6N01铝合金具有较高的热导率和线膨胀系数,当试件发生熔化前大量的热量已传入周边母材,所以焊接时需要较高的热输入,而过高的热输入导致焊接接头残余应力大、软化严重、力学性能低。采用K-TIG焊接工艺具有焊接接头质量优良、生产率高,成本低的优势。因此,研究6N01铝合金K-TIG对接接头的工艺、组织及性能具有较大的意义。本文主要研究了自然冷却和铜垫板强制冷却、单面焊和双面焊等工艺条件对对接接头组织性能的影响。自然冷却条件下单面焊双面成形焊缝中心为等轴晶和少量树枝晶,焊缝边缘区为联生结晶形成的柱状晶,熔合区为大小不等的等轴晶,且熔合区存在晶界液化及β"相的聚集、长大和转变,热影响区存在晶粒长大和沉淀区。焊缝中心、熔合区、热影响区中存在α-Al、Fe Al、Al0.5Fe3Si0.5和Mg2Si等析出相,其中Al0.5Fe3Si0.5含量较高。拉伸断口呈现韧窝、河流花样、解理台阶等形貌。β"相脱溶析出后聚集长大并转变为β’相,导致熔合区共格关系破坏而发生过时效软化,硬度值最低。自然冷却条件下双面焊工艺的正面焊和背面焊交汇中心处分布着大小不等的再结晶等轴晶组织,中上部晶粒较大,中下部晶粒较小,交汇处部分细小的柱状晶和等轴晶发生晶粒长大。焊缝横截面下部熔合区面积、柱状晶面积、柱状晶晶粒较小。由于微孔容易在层间交汇处的气孔、偏析处形核、长大和聚集,导致拉伸断口为韧脆混合断口。由于焊缝横截面上部晶粒细小且交汇处有气孔、偏析等焊接缺陷导致上部焊缝各区域的硬度值均高于交汇处。铜垫板强制冷却条件下单面焊双面成形工艺的焊缝横截面上部焊缝中心为粗大的等轴晶,且等轴晶内有少量异质形核点,焊缝边缘区为粗大的柱状晶,且树枝晶发达。焊缝横截面下部的焊缝中心为均匀细小的等轴晶,焊缝边缘区为有序排列的细小柱状晶,无发达的树枝晶。焊接接头拉伸断裂均位于母材侧。冲击断口为韧性断裂,断口中分布着大小均匀的韧窝,韧窝底部分布少量的颗粒状AlFeSi相。沉淀相的不稳定转变及对再结晶的影响导致热影响区的软化区变窄,焊接接头硬度明显升高。铜垫板强制冷却条件下双面焊工艺的焊缝层间交汇处上部由于晶粒长大而形成粗大的等轴晶,交汇处中部为尺寸较小的等轴晶,且晶界处的强化相发生溶解导致晶界模糊,交汇处下部为细小柱状晶。焊接接头中含有Fe Al、Al0.5Fe3Si0.5、Mg2Si等相,其中Fe Al相含量较高。焊接接头拉伸断裂均位于母材。冲击断口中分布着大小均匀的韧窝,韧窝底部分布着少量圆球状AlFe析出相。
席保龙[9]（2021）在《不同活性剂对TIG焊电弧熔池热物理行为的影响》文中研究表明活性钨极氩弧焊（A-TIG）是一种特殊的TIG焊接方法,该方法具有大幅增加焊缝熔深、提高生产效率、改善焊缝成形的突出优势。在工业生产中拥有广阔的应用前景,但当前对于熔深增加机理缺乏统一认识,限制了其在工业领域中的进一步应用。目前科研工作者对熔深增加机理普遍所接受的理论为:电弧收缩理论和表面张力改变理论,但研究结果却存在很大差异。电弧收缩理论主要通过电弧形态和数值模拟来研究,研究结果受实验设备和模型假设的影响,导致形成的结论差异较大;表面张力改变理论主要通过数值模拟和示踪粒子法研究,模拟结果受模型假设的影响,与实际焊接条件差距过大,示踪粒子法用于判断熔池金属的流动模式,不能获取熔池表面张力数据,导致认识不清熔池金属表面张力的变化规律;并且现有的研究没有将电弧和熔池热物理行为有机的统一起来,从而使A-TIG焊熔深增加机理尚未形成统一认识。首先搭建了电弧空域光谱、电弧形貌及电信号、熔池表面温度和熔池振荡测量系统,实现了电弧光谱、电弧形貌及电信号、熔池表面温度和激光视觉熔池振荡频率信息的采集,研究了不同活性剂对TIG焊电弧和熔池热物理行为的影响。其次利用电弧空域光谱和电弧形貌及电信号采集系统,研究不同活性剂对TIG电弧空域光谱特征及电弧温度场的影响。研究结果表明:Ti O2并不会对TIG焊电弧行为和电弧温度场产生明显的影响;B2O3、Si O2焊接时能够进入电弧空间,并引起电弧电压升高和电弧收缩现象;B2O3、Si O2引起的电弧收缩对整个电弧电子温度场的影响不大。氯化物活性粒子（NaⅡ）布满电弧空间;使电弧形貌发生收缩,电弧电压升高;电弧收缩引起电弧温度场集中,使阴极区附近、弧柱区附近及阳极区附近的电弧电子温度大幅上升。氟化物活性粒子（AlⅠ、MgⅡ、CaⅡ）布满整个电弧空间,电弧电压均升高,但未使电弧形貌发生收缩现象;氟化物活性剂均增加电弧阳极区附近的电弧电子温度,温度增加的幅度与活性剂在熔池表面的热解离及带电粒子复合时释放的电离能有关。第三利用红外测温系统,研究不同活性剂对TIG焊熔池表面温度的影响。研究结果表明:氧化物活性剂均使熔池表面整体温度发生下降;B2O3和Si O2作用下的熔池表面温度梯度明显减小,Ti O2作用下的温度梯度略有增加,对熔池表面温度场的影响较大。Na Cl活性剂使熔池表面整体温度发生略微下降;Na Cl作用下的熔池表面温度梯度基本无变化,对熔池表面温度场的影响较小。碱金属氟化物（Na3Al F6）活性剂使熔池表面整体温度和温度梯度都明显减小;碱土金属氟化物（Mg F2、Ca F2）活性剂使熔池表面整体温度和温度梯度增加,对熔池温度场存在一定影响。最后利用熔池振荡原理建立的表面张力测量系统,研究不同活性剂对TIG焊熔池表面张力及熔深增加机理的影响。研究结果表明:氧化物活性剂使不锈钢TIG焊熔池平均表面张力温度梯度系数由负变正;氯化物活性剂未改变熔池平均表面张力温度梯度系数;氟化物活性剂能够使熔池平均表面张力温度梯度系数存在两种状态,当熔池表面平均温度较低时,熔池平均表面张力温度梯度系数为负,当熔池表面平均温度较高时,熔池平均表面张力温度梯度系数为正。结合电弧温度场变化特征、熔池表面温度场变化特征,发现三种不同类型活性剂对熔深增加的机理各不相同:氧化物活性剂增加熔深的主要原因是熔池表面张力温度梯度的改变;氯化物活性剂增加熔深的主要原因是电弧收缩;氟化物活性剂增加熔深的主要原因是氟化物活性剂能够引起电弧和熔池温度升高,降低熔池表面张力绝对值,促使熔池金属流速增加,而不是电弧收缩。
李继超[10]（2021）在《5A03铝合金变动送气TIG焊焊缝性能研究》文中提出铝合金在传统的制造业的应用相当广泛,由于其优良的焊接性和耐蚀性,主要被用作汽车和船舶工业。由于工业发展对铝合金的性能提出了越来越高的要求,铝合金的焊接技术作为重要的加工方法成为该领域的研究热点。传统铝合金TIG焊接过程中,焊缝易存在强度低、晶粒粗大的问题。目前通常用脉冲和外加超声的方式改善焊缝质量,采用变动送气改善焊缝质量的方式较少。本文以5A03铝合金为对象,对1Hz变动送气TIG焊焊缝进行研究。本文首先研究了5A03铝合金变动送气TIG焊接头的成型质量。对焊缝的表面质量和焊缝的宏观截面进行比较发现变动送气焊缝的表面呈鱼鳞纹状,而传统TIG焊焊缝的表面平滑均一,无鱼鳞纹状。采用焊接参数的变动送气焊缝与传统焊焊缝相比熔深更深、熔宽较窄,且焊缝中未发现气孔,变动送气焊缝内部质量更好。对两种焊缝的组织进行研究,通过比较两种焊缝的相同区域发现,变动送气焊缝区晶粒大小为23μm,传统焊焊缝区晶粒大小为30μm,其他区域晶粒尺寸未发生明显变化。采用变动送气方式能够达到使焊缝区晶粒细化的目的。通过对焊缝拉伸实验数据进行分析发现:变动送气焊缝的抗拉强度比传统TIG焊缝的抗拉强度更高,屈强比更低,说明变动送气焊缝的力学性能更加优良。对焊缝断口的SEM照片进行分析发现,变动送气焊缝的断口表面韧窝尺寸更小,数量更多,通过对韧窝中的β相质点进行EDS分析,确定该相的成分为Al8Mg5,是铝合金中的强化相。对两种焊缝电化学数据分析发现:传统焊焊缝的自腐蚀电位更低,自腐蚀电流密度更小且容抗弧更小,故传统焊焊缝的耐蚀性略好。这是由于变动送气焊缝的晶粒细化使得晶界数量变多,气体冲击使得β相数量变多而使原电池数量变多所致。本文针对变动送气TIG焊接方法的焊缝进行研究,分析了3mm厚5A03铝合金板材焊缝的组织和性能与变动送气之间的变化关系,经分析测试发现变动送气TIG焊缝相比较传统TIG焊缝焊缝区晶粒发生细化、抗拉强度提高、耐蚀性略有下降,整体来看焊缝性能得到提高。
二、高速脉冲钨极氩弧焊工艺及设备的探索（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高速脉冲钨极氩弧焊工艺及设备的探索（论文提纲范文）
（1）不等厚钛合金结构低功率激光诱导TIG电弧焊接工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 钛及钛合金的概述 |
| 1.2.1 钛及钛合金的分类 |
| 1.2.2 钛及钛合金的特点 |
| 1.2.3 钛及钛合金的应用 |
| 1.3 钛合金的焊接性 |
| 1.4 钛合金焊接技术现状 |
| 1.4.1 钨极氩弧焊 |
| 1.4.2 真空电子束焊 |
| 1.4.3 搅拌摩擦焊 |
| 1.4.4 激光焊 |
| 1.4.5 激光电弧复合焊 |
| 1.5 特殊结构件焊接技术现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 2 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.2.1 激光电弧复合焊接系统 |
| 2.2.2 焊接工装夹具 |
| 2.2.3 钛合金焊接保护装置 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 焊前准备 |
| 2.3.2 焊接过程 |
| 2.4 分析与检测方法 |
| 2.4.1 焊接接头组织分析 |
| 2.4.2 焊接接头断口分析 |
| 2.4.3 焊接接头力学性能测试 |
| 2.4.4 焊接实时监测系统 |
| 3 8mm厚钛合金板激光电弧堆焊工艺及GA-BP神经网络研究 |
| 3.1 8mm厚钛合金板堆焊工艺对焊缝的影响 |
| 3.1.1 激光功率对8mm厚钛合金板堆焊焊缝成形的影响 |
| 3.1.2 TIG电弧电流对8mm厚钛合金板堆焊焊缝成形的影响 |
| 3.2 基于遗传算法优化的BP神经网络模型 |
| 3.2.1 BP神经网络建立 |
| 3.2.2 遗传算法优化神经网络 |
| 3.2.3 预测结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 不等厚钛合金对接结构打底焊接工艺设计及调控成形 |
| 4.1 前期实验对TC4 钛合金对接结构焊接工艺设计的指导 |
| 4.2 不等厚钛合金对接结构打底焊工艺研究 |
| 4.2.1 坡口角度选择 |
| 4.2.2 焊接工艺对不等厚钛合金对接打底焊接头成形的影响 |
| 4.2.3 低功率激光诱导TIG焊接钛合金电弧等离子体分析 |
| 4.3 不等厚钛合金对接结构打底焊接接头组织及性能分析 |
| 4.3.1 不等厚钛合金对接结构打底焊焊接接头组织分析 |
| 4.3.2 不等厚钛合金对接结构打底焊焊接接头拉伸性能分析 |
| 4.3.3 不等厚钛合金对接结构打底焊焊接接头显微硬度分析 |
| 4.3.4 热电偶测温结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 不等厚钛合金角接结构低功率激光诱导TIG电弧焊接工艺研究 |
| 5.1 焊接工艺参数对不等厚钛合金角接结构打底焊接接头成形的影响 |
| 5.1.1 激光功率对不等厚钛合金角接结构焊接成形的影响 |
| 5.1.2 TIG电流不等厚钛合金角接结构对焊接成形的影响 |
| 5.1.3 结构间隙对不等厚钛合金角接焊接接头成形的影响 |
| 5.2 不等厚钛合金角接结构TIG焊与低功率激光诱导TIG电弧焊分析 |
| 5.3 不等厚钛合金角接结构打底焊接接头组织及性能分析 |
| 5.3.1 不等厚钛合金角接结构焊接接头显微组织分析 |
| 5.3.2 不等厚钛合金角接结构焊接接头弯曲性能分析 |
| 5.3.3 不等厚钛合金角接结构焊接接头硬度分析 |
| 5.4 不等厚钛合金角接结构打底工艺优化选定及填充盖面工艺研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）不锈钢薄板高频脉冲双钨极氩弧焊焊接工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 高效钨极氩弧焊工艺研究现状 |
| 1.2.1 活性TIG焊接技术 |
| 1.2.2 列置双TIG焊接技术 |
| 1.2.3 热丝TIG焊接技术 |
| 1.2.4 K-TIG焊接技术 |
| 1.2.5 激光-TIG复合焊接技术 |
| 1.2.6 高频脉冲TIG焊技术 |
| 1.3 双钨极氩弧焊研究进展 |
| 1.4 高频脉冲双钨极氩弧焊研究进展 |
| 1.5 本文主要研究内容及意义 |
| 第2章 高频脉冲双钨极氩弧焊(HFPT-TIG焊)试验系统 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 焊接试验系统 |
| 2.2.1 双钨极氩弧焊(T-TIG焊)焊枪 |
| 2.2.2 高频焊接电源及耦合电流波形 |
| 2.2.3 高速焊接工作台及其控制系统 |
| 2.2.4 电弧及熔池图像采集系统 |
| 2.2.5 电弧力测量系统 |
| 2.2.6 电参数采集系统 |
| 2.3 试验及试样分析方法 |
| 2.3.1 试验方法 |
| 2.3.2 金相试样制备与观察 |
| 2.3.3 焊缝熔深和熔宽测量 |
| 2.3.4 晶粒尺寸测量 |
| 2.3.5 拉伸试验 |
| 2.3.6 断口分析 |
| 2.3.7 硬度试验 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 HFPT-TIG电弧物理特性研究 |
| 3.1 HFPT-TIG电弧形态 |
| 3.1.1 HFPT-TIG电弧形态 |
| 3.1.2 HFPT-TIG电弧形态影响因素 |
| 3.2 HFPT-TIG电弧力 |
| 3.2.1 HFPT-TIG电弧力分布 |
| 3.2.2 HFPT-TIG电弧力影响因素 |
| 3.3 HFPT-TIG电弧静特性 |
| 3.3.1 HFPT-TIG电弧静特性 |
| 3.3.2 HFPT-TIG电弧静特性影响因素 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高速HFPT-TIG焊工艺研究 |
| 4.1 HFPT-TIG焊抑制驼峰和咬边缺陷机理研究 |
| 4.2 焊接工艺参数对HFPT-TIG焊缝成形的影响 |
| 4.2.1 钨极排布方向及高频脉冲施加位置 |
| 4.2.2 高频脉冲施加位置 |
| 4.2.3 钨极间距 |
| 4.2.4 弧长 |
| 4.2.5 焊接速度 |
| 4.2.6 焊接电流 |
| 4.2.7 高频脉冲频率对焊缝成形和晶粒尺寸的影响 |
| 4.2.8 高频脉冲幅值对焊缝成形和晶粒尺寸的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 304不锈钢薄板HFPT-TIG对接焊工艺优化 |
| 5.1 1mm厚不锈钢板的高速焊正交优化试验 |
| 5.2 1mm厚不锈钢板优化焊接工艺参数下的接头组织及性能 |
| 5.2.1 焊缝形貌及显微组织 |
| 5.2.2 接头拉伸力学性能 |
| 5.2.3 接头断口形貌 |
| 5.2.4 接头显微硬度分布 |
| 5.3 2mm厚不锈钢板的高速焊正交优化试验 |
| 5.4 2mm厚不锈钢板优化焊接工艺参数下的接头组织及性能 |
| 5.4.1 焊缝形貌及显微组织 |
| 5.4.2 接头拉伸力学性能 |
| 5.4.3 接头断口形貌 |
| 5.4.4 接头显微硬度分布 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）7A04铝合金脉冲TIG焊工艺及接头组织性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 7xxx系铝合金的性能及应用 |
| 1.2.1 7xxx系铝合金的性能 |
| 1.2.2 7xxx系铝合金的应用 |
| 1.3 7xxx系铝合金焊接研究现状 |
| 1.3.1 7xxx系铝合金的焊接性 |
| 1.3.2 7xxx系铝合金的熔焊 |
| 1.3.3 7xxx系铝合金的固相焊 |
| 1.4 本课题主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及研究方法 |
| 2.1 试验材料及焊接工艺 |
| 2.1.1 试验材料 |
| 2.1.2 焊接设备 |
| 2.1.3 焊接方法及工艺 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 试样制备 |
| 2.2.2 焊缝形貌检测 |
| 2.2.3 分析测试方法 |
| 第3章 7A04高强铝合金填丝TIG焊接头缺陷分析 |
| 3.1 7A04铝合金焊接气孔特征 |
| 3.2 7A04铝合金裂纹敏感性分析 |
| 3.2.1 液化裂纹分析 |
| 3.2.2 结晶裂纹分析 |
| 3.3 焊接裂纹的控制 |
| 3.3.1 电极材料的选择 |
| 3.3.2 焊接操作与焊缝熔合比的控制 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 电流波形对7A04接头组织性能的影响 |
| 4.1 7A04接头的形貌特征 |
| 4.1.1 接头的宏观形貌 |
| 4.1.2 接头的无损检测 |
| 4.2 电流波形对ER5183接头组织性能的影响 |
| 4.2.1 焊接接头组织特征的影响 |
| 4.2.2 焊接中心组织特征 |
| 4.2.3 焊接熔合区组织特征 |
| 4.2.4 接头力学性能分析 |
| 4.2.5 对断口形貌特征的影响 |
| 4.2.6 对接头元素分布的影响 |
| 4.3 电流波形对ER5356接头组织性能的影响 |
| 4.3.1 焊接中心组织特征 |
| 4.3.2 焊接熔合区组织特征 |
| 4.3.3 接头力学性能分析 |
| 4.3.4 对断口形貌特征的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 填充焊丝对7A04接头力学性能及组织的影响 |
| 5.1 不同焊丝对接头强度的影响 |
| 5.1.1 焊接接头的力学性能 |
| 5.1.2 焊接接头断口特征 |
| 5.2 不同焊丝对接头组织特征的影响 |
| 5.2.1 焊缝中心组织特征 |
| 5.2.2 焊缝熔合区及热影响区组织特征 |
| 5.3 不同填丝焊接接头EDS分析 |
| 5.4 焊接接头的显微硬度分布 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 不同电流波形对脉冲TIG电弧物理特性的影响 |
| 6.1 不同焊接电流波形的有效功率特征 |
| 6.1.1 焊接电流波形的简化数学模型 |
| 6.1.2 示波器电流波形有效值特征 |
| 6.2 焊接电弧形态特征 |
| 6.2.1 图像采集方法及装置 |
| 6.2.2 焊接电弧形态特征 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）旁路耦合双丝间接电弧焊工艺及堆焊层性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 间接电弧焊接的研究进展 |
| 1.2.1 双丝间接电弧焊 |
| 1.2.2 原子氢焊 |
| 1.2.3 双熔敷极焊条电弧焊 |
| 1.2.4 熔化极间接电弧焊接 |
| 1.2.5 钨极-熔化极间接电弧焊 |
| 1.2.6 动态双丝三电弧焊接 |
| 1.2.7 交叉耦合电弧焊接工艺 |
| 1.2.8 三丝间接电弧焊 |
| 1.3 旁路耦合电弧焊接的研究进展 |
| 1.3.1 双电极熔化极惰性气体保护焊 |
| 1.3.2 电弧热丝钨极氩弧焊工艺 |
| 1.3.3 双旁路耦合电弧熔化极气体保护焊 |
| 1.3.4 钨极-熔化极交替复合电弧焊接工艺 |
| 1.3.5 旁路分流MIG-TIG双面电弧焊 |
| 1.4 奥氏体不锈钢堆焊层耐蚀性研究 |
| 1.5 镍基高温耐磨堆焊层研究 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 研究方案、研究方法和实验材料 |
| 2.1 研究方案 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 工艺稳定性及电弧特性和熔滴过渡研究 |
| 2.2.2 焊接温度场的数值模拟 |
| 2.2.3 不锈钢堆焊层的耐蚀性 |
| 2.2.4 镍基堆焊层的耐蚀性及高温磨损行为 |
| 2.3 实验材料 |
| 第3章 旁路耦合双丝间接电弧焊的工艺特性 |
| 3.1 焊接工艺参数对工艺稳定性的影响 |
| 3.1.1 阳极焊丝送丝速度对工艺稳定性的影响 |
| 3.1.2 阴极焊丝送丝速度对工艺稳定性的影响 |
| 3.1.3 焊接电源输出电压对工艺稳定性的影响 |
| 3.2 焊接过程的电弧特性和熔滴过渡 |
| 3.3 熔滴过渡的力学行为分析 |
| 3.4 焊接过程的熔池行为 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 旁路耦合双丝间接电弧焊的温度场数值模拟 |
| 4.1 焊接热源的作用模式 |
| 4.1.1 双丝间接电弧热源模型 |
| 4.1.2 旁路耦合直接电弧热源模型 |
| 4.2 有限元模型的建立 |
| 4.2.1 基本假设 |
| 4.2.2 控制方程及边界条件 |
| 4.2.3 几何模型及网格划分 |
| 4.3 移动热源的周期性加载 |
| 4.4 计算结果分析 |
| 4.4.1 数值模拟结果的验证 |
| 4.4.2 焊接温度场分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 奥氏体不锈钢堆焊层的耐蚀性 |
| 5.1 焊接电流和电弧电压的变化 |
| 5.2 堆焊层焊缝成形及金相组织 |
| 5.3 堆焊层晶间腐蚀实验 |
| 5.4 堆焊层点蚀实验 |
| 5.5 钝化膜的Mott-Schottky和阻抗谱测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 碳化物增强的镍基堆焊层的耐蚀性及高温磨损行为 |
| 6.1 焊接电流和电弧电压的变化 |
| 6.2 堆焊层焊缝成形及微观组织 |
| 6.3 堆焊层的化学成分及物相组成 |
| 6.4 堆焊层的耐腐蚀性能 |
| 6.5 堆焊层高温磨损行为分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表的论文和已授权的专利 |
| 攻读博士学位期间参与科研项目和学术活动情况 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）9%Ni钢窄间隙焊接工艺的优化及超窄间隙焊接技术的探究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 9%Ni钢焊接研究现状 |
| 1.2.1 9%Ni钢焊接工艺研究 |
| 1.2.2 9%Ni钢焊接接头钢耐蚀性研究 |
| 1.3 窄间隙焊接工艺研究现状 |
| 1.3.1 窄间隙电弧焊接分类 |
| 1.3.2 超窄间隙焊接技术研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 窄间隙GTAW系统及试验方法 |
| 2.1 焊接系统的搭建 |
| 2.1.1 窄间隙GTAW技术原理 |
| 2.1.2 窄间隙GTAW设备 |
| 2.1.3 “视觉-电”信号同步采集系统 |
| 2.2 力学性能测试设备及方法 |
| 2.2.1 拉伸试验 |
| 2.2.2 弯曲试验 |
| 2.2.3 冲击试验 |
| 2.2.4 显微硬度测试 |
| 2.3 显微组织分析设备及方法 |
| 2.3.1 金相分析 |
| 2.3.2 X射线衍射分析 |
| 2.3.3 扫描电子显微镜分析 |
| 2.4 耐蚀性测试设备及方法 |
| 第3章 9%Ni钢旋转电弧焊接工艺试验与微观组织分析 |
| 3.1 9%Ni钢焊接工艺的探究 |
| 3.1.1 试验材料及坡口选择 |
| 3.1.2 不同电参数对于焊缝成形的影响 |
| 3.1.3 焊接热循环特征与焊接变形的控制 |
| 3.1.4 工艺参数的确定及优化 |
| 3.2 “视觉-电”信号同步采集分析 |
| 3.3 显微组织与物相分析 |
| 3.3.1 显微组织分析 |
| 3.3.2 XRD与EBSD物相分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 9%Ni钢旋转电弧窄间隙GTAW接头性能表征 |
| 4.1 9%Ni钢旋转电弧窄间隙GTAW接头拉伸试验 |
| 4.1.1 拉伸试验结果 |
| 4.1.2 拉伸断口形貌 |
| 4.2 9%Ni钢旋转电弧窄间隙GTAW接头冲击试验 |
| 4.2.1 常温与低温冲击试验 |
| 4.2.2 冲击断口形貌 |
| 4.2.3 -196°C超低温冲击试验结果 |
| 4.3 9%Ni钢旋转电弧窄间隙GTAW接头弯曲试验 |
| 4.4 9%Ni钢旋转电弧窄间隙GTAW接头显微硬度分析 |
| 4.5 9%Ni钢旋转电弧窄间隙GTAW接头耐蚀性测试 |
| 4.5.1 耐蚀性测试结果 |
| 4.5.2 腐蚀形貌对比 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 超窄间隙GTAW工艺探究 |
| 5.1 焊接工艺研究 |
| 5.1.1 超窄间隙焊接工艺 |
| 5.1.2 不同坡口宽度焊缝成形对比 |
| 5.1.3 工艺参数的确定 |
| 5.2 超窄间隙焊接物理过程分析 |
| 5.2.1 电弧形态对比 |
| 5.2.2 熔滴过渡 |
| 5.3 宏观与显微组织分析 |
| 5.3.1 宏观形貌 |
| 5.3.2 显微金相组织分析 |
| 5.4 超窄间隙GTAW接头力学性能测试 |
| 5.4.1 拉伸试验 |
| 5.4.2 弯曲试验 |
| 5.4.3 冲击试验 |
| 5.4.4 显微硬度测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文和参与科研情况 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（6）步进填丝双脉冲TIG电弧增材方法及熔池行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 金属增材制造概述 |
| 1.2.1 高能束增材制造技术 |
| 1.2.2 电弧增材制造技术 |
| 1.3 电弧增材制造成形精度控制的研究现状 |
| 1.3.1 基于改进型电弧热源控制增材成形精度 |
| 1.3.2 基于成形尺寸在线检测及控制的增材成形精度调控 |
| 1.3.3 基于沉积工艺参数控制的增材成形精度调控 |
| 1.3.4 基于增减材复合制造的成形精度调控 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 1.5 本文主要创新点 |
| 第2章 步进填丝双脉冲TIG电弧增材制造原理及实验系统 |
| 2.1 步进填丝双脉冲TIG电弧增材制造基本原理 |
| 2.2 步进填丝双脉冲TIG电弧增材制造实验平台的设计 |
| 2.2.1 双脉冲焊接系统 |
| 2.2.2 步进送丝控制系统 |
| 2.2.3 高速摄像系统 |
| 2.2.4 红外测温系统 |
| 2.2.5 机器人运动控制系统 |
| 2.3 步进填丝双脉冲TIG电弧增材制造实验平台的搭建 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 步进填丝双脉冲TIG电弧增材制造熔滴过渡行为分析 |
| 3.1 实验材料及增材主要参数 |
| 3.2 弧长对熔滴过渡行为的影响 |
| 3.3 高脉冲群峰基值电流差值对熔滴过渡行为的影响 |
| 3.4 高脉冲群脉冲频率对熔滴过渡行为的影响 |
| 3.5 焊丝距离基板的高度对熔滴过渡行为的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 步进填丝双脉冲TIG增材制造熔丝过程的建模仿真 |
| 4.1 焊丝熔化数学模型的建立 |
| 4.2 焊丝熔化过程的仿真结果及分析 |
| 4.2.1 送丝速度对焊丝熔化位置的影响 |
| 4.2.2 送丝角度对焊丝熔化位置的影响 |
| 4.2.3 焊丝高度对焊丝熔化位置的影响 |
| 4.2.4 焊丝直径对焊丝熔化位置的影响 |
| 4.3 焊丝熔化模型的优化 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 步进填丝双脉冲TIG电弧增材制造熔池行为研究 |
| 5.1 步进填丝双脉冲TIG电弧增材制造过程熔池失稳现象 |
| 5.2 低脉冲群平均电流对熔池尺寸及热输入的影响 |
| 5.2.1 熔池尺寸分析 |
| 5.2.2 母材热输入分析 |
| 5.3 步进填丝双脉冲TIG电弧增材制造热-质分配模型 |
| 5.4 模型验证与分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（7）16MnDR核容器焊接制造工艺及接头性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 中厚板焊接方法综述 |
| 1.3 低合金钢焊缝组织与接头性能研究 |
| 1.4 本文研究内容与创新点 |
| 第2章 实验系统设计 |
| 2.1 材料 |
| 2.1.1 焊接试板 |
| 2.1.2 焊接材料 |
| 2.2 焊接方法与设备 |
| 2.2.1 打底焊实验方法与设备 |
| 2.2.2 埋弧焊实验方法与设备 |
| 2.3 分析与测试系统简介 |
| 2.3.1 焊接过程实时监测系统 |
| 2.3.2 焊缝微观组织分析 |
| 2.3.3 力学性能测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 16MnDR钢 TIG打底焊电弧—熔池行为分析及焊接工艺研究 |
| 3.1 打底焊电弧—熔池行为分析 |
| 3.1.1 打底焊电弧行为分析 |
| 3.1.2 打底焊熔池行为分析 |
| 3.1.3 打底焊熔池温度场分析 |
| 3.2 打底焊工艺研究 |
| 3.2.1 打底焊焊缝成形分析 |
| 3.2.2 打底焊工艺参数的选定 |
| 3.3 埋弧焊工艺研究 |
| 3.3.1 埋弧焊工艺参数的选定 |
| 3.3.2 埋弧焊焊缝成形分析 |
| 3.4 无损探伤结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 焊接接头显微组织及力学性能分析 |
| 4.1 打底焊微观组织分析 |
| 4.1.1 打底焊组织分析 |
| 4.1.2 不同热输入下打底层组织的演变 |
| 4.2 填充盖面焊组织分析 |
| 4.2.1 填充焊组织分析 |
| 4.2.2 盖面焊组织分析 |
| 4.3 焊接接头力学性能研究 |
| 4.3.1 焊缝拉伸实验结果与分析 |
| 4.3.2 拉伸断口分析 |
| 4.3.3 焊接接头低温冲击韧性 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（8）6N01铝合金对接接头的K-TIG焊接工艺、组织及性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 铝合金焊接技术 |
| 1.2.1 MIG 或 TIG 焊接 |
| 1.2.2 激光焊接 |
| 1.2.3 搅拌摩擦焊 |
| 1.2.4 等离子弧焊接 |
| 1.2.5 K-TIG焊接 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 研究内容及目的 |
| 1.5 创新点 |
| 第2章 试验材料、设备与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 焊前处理 |
| 2.3.2 焊接过程 |
| 2.3.3 微观组织表征 |
| 2.3.4 力学性能测试 |
| 第3章 K-TIG焊接工艺参数设计及优化 |
| 3.1 脉冲电流对焊缝成形的影响 |
| 3.2 焊接速度对焊缝成形的影响 |
| 3.3 脉冲频率对焊缝成形的影响 |
| 3.4 交流频率对焊缝成形的影响 |
| 3.5 装配精度对焊缝宏观形貌的影响 |
| 3.6 焊接过程中的缺陷 |
| 3.6.1 气孔 |
| 3.6.2 裂纹 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 自然冷却条件下焊接接头的组织及性能 |
| 4.1 单面焊双面成形工艺条件下宏观形貌与微观组织分析 |
| 4.1.1 宏观形貌分析 |
| 4.1.2 微观组织分析 |
| 4.1.2.1 焊缝及热影响区组织 |
| 4.1.2.2 焊缝及热影响区物相分析 |
| 4.1.3 单面焊双面成形条件下的力学性能分析 |
| 4.1.3.1 焊接接头拉伸性能 |
| 4.1.3.2 焊接接头冲击性能 |
| 4.1.3.3 焊接接头硬度分析 |
| 4.2 双面焊工艺条件下宏观形貌与微观组织分析 |
| 4.2.1 宏观形貌分析 |
| 4.2.2 微观组织分析 |
| 4.2.3 力学性能分析 |
| 4.2.3.1 焊接接头拉伸性能 |
| 4.2.3.2 焊接接头冲击性能 |
| 4.2.3.3 焊接接头硬度分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 铜垫板强制冷却条件下焊接接头的组织及性能 |
| 5.1 单面焊双面成形工艺条件下宏观形貌与微观组织分析 |
| 5.1.1 宏观形貌分析 |
| 5.1.2 微观组织分析 |
| 5.1.3 力学性能分析 |
| 5.1.3.1 焊接接头拉伸性能 |
| 5.1.3.2 焊接接头冲击性能 |
| 5.1.3.3 焊接接头硬度分析 |
| 5.2 双面焊工艺条件下宏观形貌与微观组织分析 |
| 5.2.1 宏观形貌分析 |
| 5.2.2 微观组织分析 |
| 5.2.2.1 焊缝及热影响区组织 |
| 5.2.2.2 焊缝及热影响区物相分析 |
| 5.2.3 力学性能分析 |
| 5.2.3.1 焊接接头拉伸性能 |
| 5.2.3.2 焊接接头冲击性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的论文 |
（9）不同活性剂对TIG焊电弧熔池热物理行为的影响（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景与意义 |
| 1.2 活性TIG焊熔深增加机理研究现状 |
| 1.2.1 电弧收缩理论 |
| 1.2.2 表面张力温度梯度改变理论 |
| 1.3 熔池金属表面张力测量及数值模拟研究现状 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 1.5 本文创新点 |
| 第2章 实验材料与系统 |
| 2.1 实验材料及设备 |
| 2.1.1 焊接材料 |
| 2.1.2 活性剂及测量设备 |
| 2.2 数据采集系统 |
| 2.2.1 焊接系统 |
| 2.2.2 电弧空域光谱采集系统 |
| 2.2.3 电弧形貌及电信号采集系统 |
| 2.2.4 熔池表面温度采集系统 |
| 2.2.5 熔池振荡测量系统 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 不同活性剂对TIG焊电弧空域光谱特征及电弧温度场的影响 |
| 3.1 实验方法及焊接参数 |
| 3.2 电弧光谱谱线标定 |
| 3.2.1 电弧空域中氩、铁粒子谱线标定 |
| 3.2.2 活性剂粒子谱线标定 |
| 3.3 Boltzmann作图法计算电弧温度原理 |
| 3.4 电弧光谱及温度场空域分布特征 |
| 3.4.1 无活性剂电弧光谱及温度场空域分布特征 |
| 3.4.2 氧化物活性剂电弧光谱及温度场空域分布特征 |
| 3.4.3 氯化物活性剂电弧光谱及温度场空域分布特征 |
| 3.4.4 氟化物活性剂电弧光谱及温度场空域分布特征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 不同活性剂对TIG焊熔池表面温度的影响 |
| 4.1 实验方法与焊接参数 |
| 4.2 熔池表面温度的表征 |
| 4.3 氧化物活性剂熔池表面温度变化特征 |
| 4.3.1 不同电流下熔池表面温度变化特征 |
| 4.3.2 相同电流下熔池表面温度变化特征 |
| 4.3.3 熔池表面最高温度变化特征 |
| 4.3.4 熔池表面温度梯度变化特征 |
| 4.4 氯化物活性剂熔池表面温度变化特征 |
| 4.4.1 不同电流下熔池表面温度变化特征 |
| 4.4.2 相同电流下熔池表面温度变化特征 |
| 4.4.3 熔池表面最高温度变化特征 |
| 4.4.4 熔池表面温度梯度变化特征 |
| 4.5 氟化物活性剂熔池表面温度变化特征 |
| 4.5.1 不同电流下熔池表面温度变化特征 |
| 4.5.2 相同电流下熔池表面温度变化特征 |
| 4.5.3 熔池表面最高温度变化特征 |
| 4.5.4 熔池表面温度梯度变化特征 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 不同活性剂对TIG焊熔池表面张力及熔深增加机理的影响 |
| 5.1 表面张力模型计算 |
| 5.2 表面张力测量系统误差分析 |
| 5.3 实验方法与焊接参数 |
| 5.4 不同活性剂对熔池表面张力的影响 |
| 5.4.1 氧化物活性剂对熔池表面张力的影响 |
| 5.4.2 氯化物活性剂对熔池表面张力的影响 |
| 5.4.3 氟化物活性剂对熔池表面张力的影响 |
| 5.5 不同活性剂熔深增加机理分析 |
| 5.5.1 氧化物活性剂熔深增加机理分析 |
| 5.5.2 氯化物活性剂熔深增加机理分析 |
| 5.5.3 氟化物活性剂熔深增加机理分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（10）5A03铝合金变动送气TIG焊焊缝性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的及意义 |
| 1.2 铝合金的钨极氩弧焊 |
| 1.2.1 铝合金焊接的特点 |
| 1.2.2 铝合金焊接方法 |
| 1.2.3 钨极氩弧焊的原理及工艺特点 |
| 1.2.4 钨极氩弧焊的优缺点 |
| 1.2.5 铝合金的变动送气TIG焊接 |
| 1.3 TIG焊研究现状 |
| 1.3.1 国内研究现状 |
| 1.3.2 国外研究现状 |
| 1.4 论文主要研究内容 |
| 第2章 试验设备与实验方法 |
| 2.1 试验设备 |
| 2.1.1 TIG焊机与焊接行走仪 |
| 2.1.2 焊接保护气体和气体供给系统 |
| 2.1.3 实验材料成分 |
| 2.2 实验方案及步骤 |
| 2.2.1 焊接实验板 |
| 2.2.2 焊接参数 |
| 2.3 微观组织分析 |
| 2.3.1 金相组织分析 |
| 2.3.2 偏振光显微照片分析 |
| 2.3.3 扫描电镜EBSD分析 |
| 2.4 焊缝性能分析 |
| 2.4.1 焊缝抗拉强度分析 |
| 2.4.2 焊缝耐蚀性分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 焊接接头组织分析 |
| 3.1 交替送气保护气体宏观形态 |
| 3.2 焊缝宏观形貌和组织分析 |
| 3.2.1 焊缝宏观形貌观察 |
| 3.2.2 焊缝熔深熔宽对比 |
| 3.3 焊缝微观组织分析 |
| 3.3.1 传统焊焊缝微观组织分析 |
| 3.3.2 1Hz变动送气焊缝组织分析 |
| 3.3.3 焊缝偏振光显微组织分析 |
| 3.3.4 焊接接头组织的EBSD分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 接头力学性能和耐蚀性分析 |
| 4.1 焊接接头的抗拉强度测试结果分析 |
| 4.1.1 焊缝的拉伸实验 |
| 4.1.2 两种焊接接头拉伸试验结果分析 |
| 4.1.3 两种接头断口的SEM及 EDS分析 |
| 4.2 焊接接头电化学腐蚀 |
| 4.2.1 电化学腐蚀实验 |
| 4.2.2 极化曲线测量分析 |
| 4.2.3 电化学阻抗谱分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、高速脉冲钨极氩弧焊工艺及设备的探索（论文参考文献）
- [1]不等厚钛合金结构低功率激光诱导TIG电弧焊接工艺研究[D]. 吕晓辉. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]不锈钢薄板高频脉冲双钨极氩弧焊焊接工艺研究[D]. 刘修更. 山东大学, 2021(12)
- [3]7A04铝合金脉冲TIG焊工艺及接头组织性能研究[D]. 郭新宇. 山东大学, 2021(12)
- [4]旁路耦合双丝间接电弧焊工艺及堆焊层性能研究[D]. 吴东亭. 山东大学, 2021(11)
- [5]9%Ni钢窄间隙焊接工艺的优化及超窄间隙焊接技术的探究[D]. 吴玮. 山东大学, 2021(12)
- [6]步进填丝双脉冲TIG电弧增材方法及熔池行为研究[D]. 朱珍文. 兰州理工大学, 2021(01)
- [7]16MnDR核容器焊接制造工艺及接头性能研究[D]. 徐梓龙. 兰州理工大学, 2021(01)
- [8]6N01铝合金对接接头的K-TIG焊接工艺、组织及性能[D]. 杨健. 兰州理工大学, 2021(01)
- [9]不同活性剂对TIG焊电弧熔池热物理行为的影响[D]. 席保龙. 兰州理工大学, 2021(01)
- [10]5A03铝合金变动送气TIG焊焊缝性能研究[D]. 李继超. 哈尔滨理工大学, 2021(09)