最新刊期
      2024 年 第 1 期

        焊接生产制造与质量保证

      • 陈宇,陈大军,杨高,关丽丽
        2024, 54(1): 1-5. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.01
        摘要：国际焊接质量体系在中国的应用与推广已有20余年的历史，已涵盖轨道交通、工程机械、能源装备、冶金设备、化工设备、航空航天、船舶等诸多大型装备制造行业，为装备制造业高质量发展起到了良好的助力作用。针对国际焊接质量体系在中国的发展现状进行研究，涵盖国际焊接质量标准体系的最新动态、国际焊接质量体系在国内的发展特质和趋势，并就存在的问题进行剖析，为未来进一步促进装备制造业高质量发展以及装备制造业高质量走向全球创造奠定更坚实的基础。  
        关键词：国际;焊接;质量体系;高质量发展   
        10
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424954 false
        发布时间：2024-01-30
      • 张林,包孔,葛辰宇,沈波,贾晨程
        2024, 54(1): 6-11. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.02
        摘要：针对海上超厚板高强度钢焊接结构开裂的现象，通过综合原因排查分析、开裂位置全面探伤检测、断裂部位取样及实验室检测分析等手段，进行了结构开裂原因分析。根据结构的具体工况科学采用了ACFM和PAUT先进无损探伤技术，精准确定了裂纹相关信息；通过断裂结构的断口分析、化学成分分析、金相检测及硬度检测，确定了结构断裂的失效模式为焊接构件焊缝焊趾处发生了延迟冷裂纹。海上超厚板高强度钢开裂原因分析为后续产品返修及类似产品的高质量生产制造提供了宝贵技术经验。  
        关键词：高强度钢;延迟冷裂纹;失效分析;无损探伤   
        7
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48425068 false
        发布时间：2024-01-30
      • 侯振国,钮旭晶
        2024, 54(1): 12-17. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.03
        摘要：数字化焊接技术在机械制造、汽车等领域逐步应用并取得良好的效果。以轨道车辆EN15085焊接体系为载体，以人机料法环测等全要素数据管理为出发点，对现有焊接质量体系存在的问题进行了分析。深入阐述了建立全生命周期数字化焊接体系所需的各种关键技术，对其可行性及必要性进行了论证。结果表明，全生命周期焊接管理体系完全适合于轨道交通领域。能够大幅提升质量管理水平，降低人工成本，是迈向智慧焊接的必然途径。  
        关键词：轨道车辆;数字化;焊接技术体系;EN15085   
        2
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48425070 false
        发布时间：2024-01-30
      • 徐向军,范军旗,刘洪武,马立朋,胡广瑞
        2024, 54(1): 18-23. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.04
        摘要：我国钢桥制造业通过近十几年的努力，依托港珠澳大桥、沪苏通长江大桥、平潭海峡大桥、孟加拉国帕德玛大桥、深中通道、常泰长江大桥等超级桥梁工程，我国钢桥制造领域取得了长足进步，焊接技术也有了划时代的突破，如钢箱梁板单元自动化组装和焊接技术，U肋角焊缝双面焊，U肋角焊缝全熔透焊技术等。研发出高性能桥梁钢和配套焊材；引入并应用机器人焊接装备，建成了多条钢箱梁板单元焊接生产线和钢桁梁弦杆焊接生产线；采用小型焊接机器人实现小空间下的焊接自动化应用；采用先进的相控阵探伤技术和板单元破坏检测技术，整体提高了焊接质量。目前，我国正在由造桥大国向造桥强国迈进。  
        关键词：钢桥;焊接技术;焊接质量;自动化   
        5
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424885 false
        发布时间：2024-01-30
      • 魏荣帅,陈宇,周凤革,杨高,冶金辉
        2024, 54(1): 24-29. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.05
        摘要：针对大壁厚压力容器接管焊缝多为窄间隙对接焊接头，超声检测中存在扫查路径复杂、定量定性精度差和检出率相对较低等难点，引入有限元模拟仿真技术。通过建立工件3D模型和不同类型的缺陷，模拟各缺陷在压力容器筒体外壁和接管内壁相控阵超声检测时的响应情况，优化相控阵超声探头、楔块设计和探头运动轨迹，最终实现检测工艺的理论设计。在带有自然缺陷的模拟试块上，验证检测工艺的准确性和可靠性。对比有限元模拟仿真和在模拟试块上的实际检测情况表明，经过仿真设计过的相控阵超声检测工艺可有效提高接管窄间隙焊缝中缺陷的检出率和检测精度。  
        关键词：超声相控阵;窄间隙焊接接头;压力容器;有限元模拟仿真   
        2
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424887 false
        发布时间：2024-01-30
      • 陈大军,陈宇,杨高,宋红丹
        2024, 54(1): 30-34. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.06
        摘要：基于20余年国际焊接质量管理体系在国内的推广实践，综合认证机构要求，以客户为中心，形成了包括企业认证所需要的前期培训、咨询、审核等服务的焊接专业服务体系，经多年的应用与发展，以云平台技术为基础，进行研究探索。实践表明，基于云平台的焊接质量专业服务系统能够很好地实现系统所需功能，并能够让服务更便捷、更高效、更低碳绿色，同时可以大大降低服务人员由于长途差旅劳累而影响服务质量的因素，以及认证机构可随时监督服务过程而使得服务更加公开透明且质量可控，为焊接质量专业服务系统更好地服务装备制造业高质量发展奠定更坚实的基础！  
        关键词：云平台;焊接质量;专业服务系统;高质量发展   
        1
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424956 false
        发布时间：2024-01-30

        焊接设备

      • 桑兴华,许海鹰,杨波,彭勇
        2024, 54(1): 35-43. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.07
        摘要：根据电子束熔丝增材制造需求，结合理论计算，利用三维造型软件设计了电子枪结构包括阴极组件、栅极、阳极、聚焦线圈、扫描线圈；利用模拟仿真软件对电子枪结构进行优化，最终得到优化后的电子枪栅极球面直径14 mm、阳极孔径3.5 mm、阳极倾角140°、阴阳极距离10 mm、聚焦线圈匝数1 800匝、磁轭间隙30 mm、线圈内径60 mm、外径150 mm；设计了电子枪聚焦及偏转扫描驱动电路，带载测试聚焦电流最大值可达1.49 A，偏转扫描最大电流可达±1.06 A，扫描频率达2 kHz；对电子枪性能进行测试，最高耐压达到-75 kV，功率达到30 kW，TC4的熔丝增材成形效率达到5.16 kg/h。研制的电子枪结构轻便、束流品质好、成形效率高，适合于用作真空室内动枪。  
        关键词：电子束;增材制造;模拟仿真;大功率电子枪;成形效率   
        3
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424526 false
        发布时间：2024-01-30
      • 安军靖,陈兵兵,谢志刚,张学粮,毕元波,鲁立
        2024, 54(1): 44-49. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.08
        摘要：为充分掌握影响核燃料棒电阻焊成形质量的关键因素，利用自研电阻焊专用设备研究了焊接电流、顶锻压力以及焊接时间等因素对电阻焊成形质量的影响规律，并与进口设备比较。结果表明，自研设备在顶锻结构和电极夹头等核心部件上采用新设计，使得焊缝成形与进口设备有显著差异，典型顶锻结合长度超过2 mm，该长顶锻变形可以采用超声检测直观表征焊缝缺陷，焊缝外观和组织结构检测均表明自研设备具有良好的焊接成形能力。  
        关键词：燃料棒;电阻焊;顶锻成形;电极夹头   
        5
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424737 false
        发布时间：2024-01-30
      • 张义林,张玉佳,朱勇辉,朱加雷,袁军,付超
        2024, 54(1): 50-54. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.09
        摘要：针对核电站乏池边角位置的水下修复需求，研制了一套局部干法水下激光焊接装置，可在实现常规水下平焊位置焊接的同时，重点兼顾角焊缝的局部干法水下焊接作业需求。同时，该装置还具备水下焊接位置的照明、焊接环境和焊接过程的实时监控、焊接区域的温湿度监测等功能。采用研制的局部干法水下焊接装置，对核电站乏池常用的304不锈钢材料进行了水下焊接工艺试验，结果表明：水下焊接焊缝的成形良好，水下焊缝的宏观形貌、截面形貌和金相组织与空气环境成形焊缝无显著差异。  
        关键词：角焊缝;激光焊接;局部干法;装置研制   
        2
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48425088 false
        发布时间：2024-01-30
      • 袁吟啸,陶长城,徐华
        2024, 54(1): 55-61. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.10
        摘要：焊装夹具是汽车白车身焊装生产线的主体构成部分，其功能是对车身零件进行定位和夹紧，保证车身焊接的尺寸精度。传统的夹具设计方式需要大量的人力，设计周期较长。提出一种智能化焊装夹具设计思路，将耗时耗力的夹具结构设计过程自动化。以CATIA为平台，对焊装夹具的零件进行特征提取，把零件特征作为参数化设计中的主控参数，建立夹具零件的设计表。结合面向对象的知识表达方式，对夹具特征进行知识表达。使用python语言开发初步的自动设计程序，该程序在读取规范化后的夹具定位点信息（MCP）文件后，即可自动对焊装夹具进行结构设计。  
        关键词：焊装夹具;参数化设计;特征;面向对象   
        4
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424860 false
        发布时间：2024-01-30

        焊接工艺

      • 赵海涛,李辉,李佳义,柴禄,郭德伦
        2024, 54(1): 62-68. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.11
        摘要：采用搅拌摩擦增材制造技术进行A6061铝合金表面堆焊工艺试验。采用光学显微镜和扫描电镜观察堆焊层的晶粒组织形貌，分析工艺参数对堆焊层形状尺寸和晶粒尺寸的影响，并进行拉伸性能测试。结果表明：在其他工艺参数不变的情况下，金属棒料的旋转速度为338 r/min，送料速率为440 mm/min，刀具底部与金属底板表面的间隙为2.8 mm时，热塑变材料在长度方向的堆焊铺展效率最高；堆焊层的晶粒尺寸随着送料速率逐渐增加，表现为先显著减小而后逐渐趋缓；堆焊层的晶粒尺寸随着金属棒料旋转速度增加而增加；堆焊层各区域中的晶粒尺寸大小排列顺序为：中心＞上方＞下方；堆焊层材料的抗拉强度和屈服强度均略高于锻件材料，两者的延伸率则基本相当，堆焊层拉伸断口为典型延性断裂形貌。  
        关键词：6061铝合金;搅拌摩擦增材;堆焊层;晶粒尺寸;拉伸性能   
        2
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48425086 false
        发布时间：2024-01-30
      • 王东,蒋寸才,王从亦,肖腾,王仲强,史秋映
        2024, 54(1): 69-74. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.12
        摘要：采用焊条电弧焊，在COSTE耐热钢和Stellite6合金之间堆焊ENiCrFe-3镍中间层，COSTE钢/Stellite6合金堆焊板作为对比试样，利用扫描电镜、X射线衍射仪、冲击试验机和有限元软件等表征手段，研究ENiCrFe-3中间层对COSTE钢/Stellite6合金堆焊板的成分、组织和冲击性能的影响。结果显示：ENiCrFe-3中间层与COSTE钢和Stellite6合金之间冶金结合良好，在堆焊试样中并没有引入新的脆性相；COSTE/Stellite6堆焊板的冲击功为28 J，加入ENiCrFe-3中间层后，堆焊板的冲击功提高到55 J；ENiCrFe-3中间层的断裂模式为韧性断裂，Stellite6合金的断裂模式为脆性断裂，ENiCrFe-3中间层能够减少堆焊板界面处的残余内应力值。  
        关键词：Stellite6合金;ENiCrFe-3合金;微观组织;冲击功   
        3
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424883 false
        发布时间：2024-01-30
      • 许辉,余爱武,余子开,堵同亮,夏佩云,尹玉环,赵慧慧
        2024, 54(1): 75-79. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.13
        摘要：针对0.2 mm超薄1Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢端接接头进行微束TIG焊，采用连续焊和脉冲焊两种形式，研究焊接电流和焊接速度对焊缝成形及接头的影响。结果表明，接头宽度随着焊接电流的增加而增大，熔透深度也随之增大，有效电流相同的情况下，采用脉冲焊接能够获得更小的接头宽度和更大的熔透深度。接头抗拉力随着焊接电流的增加先增大后减小，采用脉冲焊接有利于提高接头的抗拉力，接头抗拉力最大达到1 070 N，高于连续焊接的950 N。奥氏体晶粒的母材经过焊接后出现了较多的δ铁素体，采用脉冲焊接方法的接头被熔合线分为多层，熔合线处的组织为奥氏体晶粒上分布黑色带状的δ铁素体。  
        关键词：不锈钢;端接接头;微束TIG;接头性能;微观组织   
        3
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424735 false
        发布时间：2024-01-30
      • 周海武,李泽,闫帅,任杰亮,张毅川,李志勇
        2024, 54(1): 80-85. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.14
        摘要：铝合金电弧增材制造过程稳定性不足，精度较低，容易产生各种缺陷。为优化铝合金增材制造工艺，研究了丝材感应预热工艺对铝合金电弧增材制造的优化作用与效果，以TIG电焊机为热源，采用ER4043焊丝在纯铝基板上增材制造薄壁构件，探索感应预热焊丝工艺参数对成形件微观组织与硬度的影响。经过单道试验和增材制造薄壁试样，得出热丝工艺的堆积效率相较于冷丝工艺增加了11.1%，成形形貌更加均匀，气孔数量大幅减小，硬度增加了25%~35%。感应预热焊丝工艺对铝合金增材制造技术的优化效果显著。  
        关键词：电弧增材制造;TIG;感应预热;微观组织;气孔   
        3
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424733 false
        发布时间：2024-01-30
      • 贺巍亮,王伟,李华芳,李晓燕
        2024, 54(1): 86-94. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.15
        摘要：针对3 mm厚的2024-T4铝合金，采用ABAQUS软件建立静止轴肩搅拌摩擦焊热源三维模型，分析2024-T4铝合金静止轴肩搅拌摩擦焊温度场和应力场的有限元模拟，研究了恒定150 mm/min焊接速度下，旋转速度从800 mm/min到1 200 mm/min对焊接接头残余应力的影响。结果表明：常规搅拌摩擦焊焊缝横截面高温区域呈现碗状分布，而静止轴肩搅拌摩擦焊呈类似于搅拌针形貌分布。相比于常规搅拌摩擦焊，静止轴肩可以获得更窄的搅拌区宽度，并且有效降低焊缝中心的峰值温度。焊后垂直于焊缝区域的纵向残余应力呈现“M”形分布，随着搅拌头旋转速度的增大，两种工艺下的焊后残余应力均增大。此外，静止轴肩在焊接过程中对焊缝区域持续碾压，使得焊后试样的纵向残余应力峰值相比较于传统搅拌摩擦焊能降低45.6%。  
        关键词：2024-T4铝合金;静止轴肩搅拌摩擦焊;旋转速度;残余应力   
        3
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424525 false
        发布时间：2024-01-30
      • 黄绍服,彭振,柳建,程磊,王晓龙,蔡志海
        2024, 54(1): 95-106. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.16
        摘要：熔焊焊接时会不可避免地出现侧壁不熔、咬边、晶粒粗大等问题，导致接头性能较低。为更好地解决焊接中存在的问题，提出旋转电弧焊接技术。相对于普通焊接，旋转电弧中的旋转电弧耦合力在焊接时对熔池的搅拌破碎效应能加速焊缝中的传质传热，并细化晶粒减小焊缝残余应力，能解决焊接中常见问题，获得优质焊缝并提高焊接接头的使用寿命。主要综述了基于外加磁场、非对称钨极旋转电弧、缆式焊丝熔化极旋转电弧的研究现状，指出目前旋转电弧焊接技术还存在的问题，并对相关技术的应用前景进行展望。  
        关键词：旋转电弧焊接;外加磁场;非对称钨极旋转电弧;缆式焊丝   
        3
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424529 false
        发布时间：2024-01-30
      • 李佳伟,陈炫如,黄泽,李佳萍,郝妮娜,许海峰,李笑,戴军
        2024, 54(1): 107-113. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.17
        摘要：TIG焊接焊缝质量高但其熔深小，生产率低。若在被焊工件表面涂敷一层特殊的活性剂，再进行TIG焊接，能够起到增大熔深的效果，即A-TIG焊。研究了三种不同活性剂对54 mm×8 mm厚的20#钢厚壁管TIG焊接的影响，研究发现：添加3号活性剂的接头外观质量最好，添加2号活性剂的次之，添加1号活性剂的最差；三种活性剂熔深均大于8 mm，熔深增加量均达到3.211 mm以上，而不添加活性剂的厚壁管则不能焊透。使用2号活性剂增加焊接熔深的效果最明显。20#钢管母材显微组织是铁素体和珠光体，接头热影响区组织相较于母材更粗大，焊缝区的晶粒进一步长大，在原奥氏体晶界处产生针状粗大的先共析铁素体，主要组织仍为珠光体和铁素体混合物。添加三种活性剂的焊缝组织无明显变化，获得的焊接接头拉伸试样均断裂在母材，焊缝强度均高于母材。  
        关键词：活性剂;TIG焊;熔深;显微组织;力学性能   
        3
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424528 false
        发布时间：2024-01-30
      • 黄显峰,韩景茹,黄君辉,黄风龙,暴兴威
        2024, 54(1): 114-119. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.18
        摘要：T形角接接头在铁路货车箱型结构中应用较为广泛，该接头处受力较为复杂，其疲劳性能对于整车安全有着关键作用。对不同形状Q450NQR1高强度耐候钢多层多道焊T形角接接头进行三点弯曲疲劳试验和疲劳断口扫描试验。结果表明：a10角焊缝、向外凸焊缝与向内凹焊缝焊接接头的中值疲劳极限由高到低依次为289 MPa、277.5 MPa、241 MPa。疲劳试件分别在焊趾或焊缝之间启裂，焊趾处裂纹向母材延伸。观察其断口形貌可知：各区域具有典型疲劳断裂特征，启裂区存在同扩展方向一致的清晰细密的条纹，此种条纹是一种呈向外放射状且具有一定高度差的撕裂棱。扩展区随疲劳循环次数的增加而扩大，裂纹呈河流状分布，终断区观察到大小深浅不一的韧窝，故判断断口为韧窝型韧性断裂。  
        关键词：高强度耐候钢;角接接头;三点弯曲;疲劳性能   
        5
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424739 false
        发布时间：2024-01-30
      • 陈哲,闵祥军,程晋宜,杨建,宋秋菊
        2024, 54(1): 120-125. DOI: 10.7512/j.issn.1001-2303.2024.01.19
        摘要：为了满足海洋工程建造中EEMUA 158与DNV C401双标准下屈服强度460 MPa级别结构钢的焊接施工要求，开展了基于EEMUA 158与DNV C401双标准的焊态下EN10225 S460结构钢的焊条电弧焊打底，药芯焊丝气体保护焊填充盖面的焊接工艺评定试验，完成外观检验、无损检测和相关力学性能试验，试验结果满足EEMUA 158与DNV C401的双标准要求，试验取得DNV挪威船级社的认证。此项工作为同类产品的焊接工艺评定工作提供了参考。  
        关键词：EEMUA标准;DNV标准;S460钢;焊接工艺   
        4
        |
        0
        |
        0
        <HTML>
        <网络PDF><WORD><Meta-XML>
        <引用本文> <批量引用> 48424527 false
        发布时间：2024-01-30
      0