最新刊期
      2022 年 第 9 期

        重点关注

      • 杨骄,龙伟民,秦建,司浩,钟素娟
        2022, 52(9): 1-9. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.01
        摘要：2021年以来，“十四五”规划中再次提及绿色制造的发展理念，推进绿色低碳已经成为当今社会的最强音。焊接作为现代制造业的关键环节，污染十分严重，努力构建高效、清洁、低碳、循环的绿色制造体系是大势所趋。药芯钎料作为重要的钎焊材料之一，具有综合性能较好、成本低、钎焊流动性好、节能减排、对环境污染程度很低等优点，可用于各类异种合金的连接，被广泛应用于制冷、机械、电子等制造领域，受到国内外诸多关注。针对近年来广受关注的几类药芯钎料展开讨论，阐述了国内外针对该钎料的研究进展，并讨论工艺参数对接头组织与性能的影响，对当前药芯钎料在制备与钎焊过程中存在的问题和难点进行梳理，并展望了未来的发展方向。  
        关键词：药芯钎料;药芯锌铝钎料;药芯银钎料;绿色减排   
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        发布时间：2022-09-28
      • 魏萍,吴铭方,刘大双,董智慧
        2022, 52(9): 10-17. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.02
        摘要：7N01铝合金在焊接时经历非均匀加热和冷却的过程，焊接接头的局部微观组织发生复杂变化，析出相产生不平衡的溶解及析出行为，并重新分配于界内及晶界，导致焊接接头各区域成分、组织相差较大，从而表现出不同的腐蚀敏感性。时效工艺、焊后处理、焊接工艺参数等一系列因素都会影响7N01铝合金焊接接头的耐蚀性能，同时，服役环境的复杂性也给7N01铝合金腐蚀行为的研究带来极大的挑战。综述7N01铝合金焊接接头的腐蚀类型、腐蚀研究方法、腐蚀发生区域，分析腐蚀机理及腐蚀影响因素，并探讨提升焊接接头耐腐蚀性能的主要途径。  
        关键词：7N01铝合金;焊接接头;腐蚀;研究进展   
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        发布时间：2022-09-28
      • 魏小红,路超,肖梦智,尹燕,张瑞华
        2022, 52(9): 18-24. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.03
        摘要：厨房用刀剪的制备一般采用传统的冲压、锻造、热处理相结合的方法进行生产，受传统不锈钢材料性能的限制，刀剪刃口部位的性能受到约束。利用激光加工技术在刀剪领域制备高性能刀刃涂层的应用十分少见。详细阐述刀剪传统制备方法和现有的激光制备技术：国内外刀剪加工技术的发展现状；从材料、热处理、制备工艺和技术创新四个方面介绍国内刀剪发展的瓶颈；结合目前激光技术的发展现状，几种助力高端刀剪制备和智能化生产的激光加工技术；针对刀剪行业未来智能化生产线的建立提出一些可行性建议。以期为高端刀剪行业的快速发展和激光加工技术的产业化提供参考依据。  
        关键词：激光加工;刀剪;激光熔覆;研究进展   
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      • 蒙禹舟,魏昕,叶冬旭
        2022, 52(9): 25-33. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.04
        摘要：针对激光焊接对接窄间隙焊缝初始点定位的问题，提出了一种局部范围内基于边缘匹配的窄间隙焊缝初始位置识别方法，可实现在复杂光源环境下焊缝初始点的识别。本方法采用先图像模板技术锁定焊缝初始点的局部区域，后焊缝初始点识别的两步法完成对焊接前的初始点识别。首先选择焊缝图像边缘为匹配特征，提出采用基于Hough直线变换距离法去噪以解决在边缘检测中噪声产生的伪边缘问题，进而通过图像匹配技术可初步获取含有焊缝初始点区域；最后采用Harris角点检测算法联合亚像素级角点检测，并经焊缝初始点选取规则进行筛选可达亚像素级的焊缝初始点的精确定位。对比三种不同的环境光下的图像进行焊缝初始点的识别结果可以发现，文中所提出的初始点识别方法可对图像光照不均或光照不足条件下的焊缝初始点进行精确识别，具有一定的抗干扰能力，为下一步焊缝跟踪奠定了较为良好的基础。  
        关键词：初始焊位;图像匹配;角点检测;窄间隙焊缝;精确识别   
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        发布时间：2022-09-28
      • 王博,安洪亮,郭枭,杨昊泉,韩大明,贾立超
        2022, 52(9): 34-38. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.05
        摘要：为保证电阻点焊接头拉伸剪切试验结果的有效性，分析了影响拉伸剪切试验结果的因素。选用301不锈钢、碳钢、5083铝合金电阻点焊试样，针对材料、板厚、试样尺寸、焊点直径、试验速率、试验温度等参数进行验证试验，使用三维全场应变测量分析系统（DIC）对试验过程进行数据采集。通过分析试验数据得出，拉伸速率在不大于10 mm/min的情况下对试验结果影响较小；环境温度对试验结果影响较明显，应严格要求室温温度范围，建议试验环境温度为（23±5） ℃。基于DIC设备获取的应变场分析得出饱和强度条件产生的原因是母材部分参与了整个拉伸剪切过程，当焊点四周形成完整环形的应变区域时即可获得饱和强度条件下的最大拉伸剪切力。  
        关键词：电阻焊;拉伸剪切;饱和强度条件;DIC   
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        发布时间：2022-09-28

        焊接工艺

      • 雷小伟,马照伟,陈利阳,张楠
        2022, 52(9): 39-44. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.06
        摘要：采用冷金属过渡焊接技术对5083铝合金进行平板堆焊试验，分析脉冲熔化极气体保护焊、直流/变极性冷金属过渡焊、直流/变极性冷金属混合脉冲过渡对焊缝成形的影响；通过设置不同的交流平衡值，分析了不同正/负极性比例及脉冲比例对平板焊缝成形的影响。采用冷金属过渡焊、冷金属过渡混合脉冲过渡焊、变极性冷金属过渡焊和变极性冷金属过渡混合脉冲过渡焊对8 mm厚5083铝合金进行对接焊试验，对比不同工艺获得的焊缝成形、剖面形貌、微气孔数量、金相组织和力学性能。结果显示，采用冷金属过渡混合脉冲焊得到的焊缝成形美观，微气孔数量最低，焊缝力学性能略优，焊缝组织均为α相（Al）、颗粒状析出相和弥散相组织。  
        关键词：冷金属过渡焊;变极性冷金属过渡焊;变极性冷金属混合脉冲过渡焊;焊缝成形;微气孔   
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      • 周珍珍,武鹏博,刘孔丰,苏金花,贾立超,邹吉鹏,方乃文
        2022, 52(9): 45-52. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.07
        摘要：窄间隙激光填丝焊作为一种优质、高效的大厚度构件焊接新工艺，因其具有热输入小、能量密度高、焊接速度快、热影响区窄、焊接变形小和接头质量高等特点，已成为大厚度钛合金结构件制造的关键技术之一。但因其缺乏相关的标准依据，在一定程度上限制了该技术的推广应用。制定《大厚度钛合金窄间隙激光填丝焊接推荐工艺规范》有助于促进国内大厚度钛合金窄间隙激光填丝焊接技术的发展，为国内窄间隙焊接技术评价标准体系的构建提供支撑。为进一步加深相关用户对该标准的理解，引入一些实例及相关的研究成果对标准进行解释说明，以便于更好地解读该标准。  
        关键词：钛合金;大厚度;窄间隙激光填丝焊;团体标准   
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        发布时间：2022-09-28
      • 王成,孙乎浩,陈澄,薛恒旭
        2022, 52(9): 53-59. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.08
        摘要：可伐合金作为微波组件气密封装的金属外壳，表面通常镀覆Ni/Au作为防护层及钎焊层。采用LW600AE型激光器对表面镀覆不同Ni/Au层的可伐合金壳体及盖板进行激光封焊以获得外形美观、气密性合格的焊接接头，并分析可伐合金表面Ni/Au层镀覆工艺及镀层厚度对焊接接头裂纹的影响。结果表明，化学镀Ni层中的P元素及电镀Au层中的Au元素相对可伐合金中的其他元素熔点较低，极易气化且形成多种低熔点共晶，产生焊接裂纹。Au层厚度小于0.8 μm时，表面电镀Ni/电镀Au的可伐合金焊接接头未产生裂纹；随着Au层厚度的增加，焊缝中融入的Au元素增多，接头裂纹倾向增加，裂纹增大。电镀Ni层厚度的增加不会导致裂纹产生。电镀Ni层厚度8~11 μm，电镀Au层厚度0.1~0.3 μm时，可伐合金的微波组件外壳焊接接头质量较好，同时具有较好的防护及钎焊性能。  
        关键词：可伐合金;Ni/Au层;激光封焊;裂纹;镀覆工艺   
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        发布时间：2022-09-28
      • 郭中才,冯涛,钟磊,金宝,范潇
        2022, 52(9): 60-65. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.09
        摘要：为解决采用传统焊接工艺制造大型抽水蓄能球阀部件存在的工作量大、劳动强度高、资源消耗大的问题，通过将窄间隙GMAW焊接技术与机器人焊接技术有机结合，对球阀阀体焊接工艺结构设计、机器人窄间隙横焊工艺、球阀阀体焊接变形控制、焊接质量过程控制等关键技术进行了研究。设计了一种适用于机器人焊接的球阀阀体窄间隙焊接坡口，并通过小试样试验对摆动电弧式窄间隙GMAW焊接的各关键参数进行分析与论证，确定工艺参数范围，并结合抽水蓄能机组球阀阀体焊接制造过程，设置合理的反变形量，制定焊接质量控制措施，开发了一种适用于大型球阀阀体的机器人窄间隙横向焊接的新制造工艺，在某抽水蓄能产品球阀上进行应用，产品焊缝经过UT及TOFD探伤检测，探伤合格率99%以上。结果表明该工艺技术可行，实现了产品质量稳定高效的焊接，降低了工人劳动强度，达到了节能减排的效果。  
        关键词：球阀制造;机器人焊接;窄间隙;焊接质量;焊接变形   
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        发布时间：2022-09-28
      • 陈旭杰,郑磊,胡健,张子健,黄辉,钟军平,柴军辉
        2022, 52(9): 66-71. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.10
        摘要：在某大型化工企业球罐群定期检验期间，发现一台3 000 m³丙烯球罐内外表面存在大量焊缝裂纹，分类统计裂纹出现的位置和类别，分析典型裂纹缺陷形貌。总结出焊接技术水平欠佳、现场热处理未达到规范要求、焊接残余应力是导致球罐开裂的主要原因，并给出了具有针对性的处理建议及预防措施。在球罐制造过程中严格控制球壳板原材料质量和制造质量，把控焊接过程质量和焊后焊缝无损检测质量，在定期检验过程中重点关注上、下级环焊缝，可采用UT+TOFD的方法进行焊缝检测。  
        关键词：球罐储罐;对接焊缝;裂纹;定期检验;上、下级环焊缝   
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        发布时间：2022-09-28
      • 侯怀宇,高玉华,贾玉强,王明权,李汶臻
        2022, 52(9): 72-76. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.11
        摘要：在线补焊修复大型转机设备核心部件轴瓦的耐磨复合金属缺损区是一种减损降耗的高效检修方法。但由于这类轴瓦自重大、位置调整难以及复合金属层的低熔点、液态易流散等物理特性，使得其长期以来只限于在平焊位置进行。这些难点限制了在线修复作业的实施，成为修复轴瓦缺陷修复的难题。针对补焊只限于平焊位置以及轴瓦调整姿态难题，研制了调整轴瓦焊接及修复姿态的专业设备，研发了消减耐磨合金液态焊缝成形不利因素的工具，并针对轴瓦基体金属与耐磨层合金的异种金属焊接熔合性差的难题，改进使用浅熔深、易熔合的操作方法。这一系列改进措施经过实践证明能有效克服难题，使得在线全面优质高效焊接修复伤损耐磨合金层工作能够顺利实施。  
        关键词：在线焊接;复合金属;轴瓦;创新   
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        发布时间：2022-09-28
      • 张连爽,陈坤,颜丙锁,宋凯,唐全昌,冯加亮
        2022, 52(9): 77-80. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.12
        摘要：某项目1 500 m深水管汇超级双相不锈钢管线中，控制系统Tubing管线均为小于1英寸的小管径，对焊工焊接水平要求极高，使用TIG焊打底容易形成根部堵塞风险。采用轨道自熔焊或自熔焊+填丝焊的焊接方法，焊道根部成形优异，且能成批获得良好的打底焊缝，焊接效果理想。因自熔焊对母材的椭圆度及焊缝组对精度要求较高，结合项目生产过程中遇到的焊接难题，进行深入分析并采取有效的解决措施。汇总UNS S32750小管径出现频率最多的焊接缺陷，提出纠错方案和注意事项，为后续项目生产提供良好的借鉴。  
        关键词：超级双相不锈钢;自熔焊;焊接缺陷;焊接方法   
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        焊接设备

      • 范越
        2022, 52(9): 81-85. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.13
        摘要：提出一种基于光电检测来测量手动焊接速度的方法，结合焊接电压和电流，实现了手动焊接过程中焊接线能量的在线检测。该方法适用于各种位置及各种手动明弧焊接方法的焊接线能量在线检测。重点设计了一种弧光捕捉机构及组合方式，将手动焊接过程中电弧的移动速度转化为脉冲信号，利用控制器计算焊接速度。搭建以STM32单片机为控制核心的测试平台，完成焊接线能量数字化检测、显示及数据管理。试验表明，该方法实时性好、数据波动范围较小，提高了焊接线能量的检测精度。  
        关键词：焊接线能量;在线检测;速度传感器;弧光捕捉机构   
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        发布时间：2022-09-28
      • 李素萍,刘冰,马永,高宏伟
        2022, 52(9): 86-90. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.14
        摘要：为了更加快速优质的设备提供给客户，根据公司常用变位机的机型和结构进行标准化设计，形成公司标准设备，使公司整个项目的生产时间大大缩短，提高工作效率，更快的将焊接工作站提供给客户。本文概述了三轴垂直翻转变位机在机器人焊接工作站中典型的应用实例、标准变位机的主要技术参数、三轴垂直翻转变位机的工作原理、结构设计、驱动选型。将模块化的思路贯彻到整个变位机设计的过程，三轴垂直翻转变位机的结构拆分成：驱动单元、从动单元、旋转机架、底座、首箱、尾箱等模块。每个模块有统一的安装尺寸，但是每个模块有不同的结构尺寸，这样经过组合，设计出多种类型，满足多种焊接夹具的需要，适应更广泛的机器人焊接工作站。  
        关键词：机器人焊接工作站;三轴垂直翻转变位机;负载计算;模块化结构设计   
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        发布时间：2022-09-28

        焊接材料

      • 张学刚,陈振业,陈燕,吝章国,胡鹏亮,陈波
        2022, 52(9): 91-96. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.15
        摘要：鉴于目前690 MPa级建筑结构用钢的焊接主要采用进口焊条，开展了J807GD焊条的国产化研究。通过在药皮中按比例添加不同种类的氟化物，优化熔渣流动性，并对药皮中某些带有结晶水的粉料进行预烘焙，降低焊缝中扩散氢含量，严格控制焊缝中Mn、Cr、Cu等元素的含量，优化熔敷金属的屈强比。结果表明，研制的J807GD焊条具有优良的平、立焊工艺性，屈强比≤0.92，在推荐参数下力学性能均满足技术条件要求，焊接工艺参数适用范围较宽，适用于690 MPa级建筑结构用钢的焊接，能够满足工程应用的技术要求。较好地解决了690 MPa级建筑结构用钢配套焊条熔敷金属高屈强比与冲击韧性之间平衡的问题，为690 MPa级建筑结构用钢配套焊条的国产化研究提供了理论依据。  
        关键词：J807GD焊条;高强高韧;屈强比;690 MPa级建筑结构用钢   
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        发布时间：2022-09-28
      • 张克静,陈耕耘,朱宇霆,张尚林,黄炳炎
        2022, 52(9): 97-101. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.16
        摘要：国产核电堆型“华龙一号”反应堆压力容器采用低合金钢16MND5，对其配套焊条完成了国产化研制。焊条的焊接工艺长期以来依赖焊工经验，难以科学、定量地判定焊条焊接工艺性能的优劣，通过对工艺性能指标定量化评价方法的研究，对新研国产焊条和进口焊条进行了工艺性能量化评测对比，归纳研究影响焊接工艺稳定性的因素，如电弧稳定性、脱渣性、成形外观等，以定量的方法对焊接材料工艺性能指标进行科学评价。从评价结果来看，现有的工艺性能量化评价标准方法可以对焊条焊接工艺性能进行科学的评估，对比评价结果，国产手工电焊条在工艺性能方面与进口焊材相当。通过量化评估，证明了国产焊材实现了从“能用”到“好用”的转变。  
        关键词：反应堆压力容器;低合金钢16MND5;焊条;工艺量化   
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        发布时间：2022-09-28

        焊接教学

      • 高党寻,姚启明,杨建新,彭世广
        2022, 52(9): 102-106. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.17
        摘要：机械制造实习作为高等院校实践教学的重要组成部分，对培养学生的工程实践能力，提高学生的工程素质有着突出意义，实践教学平台是支撑教学开展的重要保障。近年来，清华大学基础工业训练中心（以下简称“中心”）在实践教学理念及教学条件改善方面做出了重大调整，依托各类资金及能力的发挥，中心的实验室建设有了长足的发展。为提高人才培养质量，全面研究了成形制造实践教学平台的规划与建设，从成形制造实践教学平台功能定位和建设原则、平台资源建设、平台教学建设三个主要层面，通过平台软硬件搭建、教学队伍构成、平台管理及实践教学课程开发几个方面，较为系统地阐述了近几年实验室在平台建设中的具体措施。研究发现实践教学平台建设必须与高校的人才培养目标、学科发展战略以及当前社会发展形势相适应，同时，通过探索研究挖掘教学项目内涵，梳理基于成形制造的工程训练教学新模式，方能更好地开展实践类课程的人才培养工作，进一步提高人才培养质量。  
        关键词：成形制造实践;实践平台;建设与规划;人才培养质量   
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      • 陈大林,魏延宏,宋学平,赵青山
        2022, 52(9): 107-112. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2022.09.18
        摘要：为深入贯彻落实全国职业教育大会精神，探索“岗课赛证”综合育人模式。结合当前智能焊接技术专业课程设置，在满足岗位能力需求、技能大赛、职业技能等级考证等方面存在契合度不高的问题，进而限制了学生职业能力的提升，制约职业教育对高技能人才的培养质量。从“岗位能力—课程—技能大赛—职业技能等级证书”融通模式下构建智能焊接技术专业课程体系，以期达成专业人才培养目标。  
        关键词：岗课赛证;智能焊接技术;课程体系;人才培养   
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        发布时间：2022-09-28
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