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焊接工艺论文摘要风机焊接工艺论文摘要摩擦堆栈焊接是摩擦焊接技术之一，是一种新型的固相连接技术。随着全球海洋油气资源开发力度的加强，水下油气田开采深度的加深，海洋深层项目的钢结构连接和维修技术越来越受到重视。摩擦堆栈焊接接头性能好，焊接质量受环境压力影响小，在深海钢结构维修领域发展迅速。国家的摩擦堆栈焊接技术在海洋石油国家进行了一系列研究开发工作，对该技术在摩擦堆栈焊接设备、焊接工艺和水下连接项目中的应用进行了研究和开发，随着中国海洋石油开采强度的加强和水下工程的发展，对摩擦堆栈焊接技术的研究迫在眉睫。目前对摩擦堆栈焊接设备及焊接工艺的研究在国内仍然是空的。因此，对摩擦堆栈焊接测试装置及其焊接工艺的这项研究具有重要的工程价值和理论意义。本论文首先基于国外相关研究资料中所列的摩擦堆栈焊接工艺和影响焊接质量的几个主要焊接工艺参数的范围，提出了摩擦堆栈焊接测试装置的设计技术要求。根据技术要求，设计了国内第一套摩擦堆栈焊接测试装置。设计工作主要包括：机械系统设计，液压系统设计和电子控制系统设计。有限元分析结果表明，机械系统设计结构合理、安全可靠。在LY12铝合金摩擦堆栈焊接工艺试验中，液压系统可以提供足够的焊接速度、焊接压力和焊接扭矩，满足工艺试验的要求。电控系统结构设计合理，可以控制焊接工艺。为了在摩擦堆栈焊接工艺测试过程中监控和收集测试数据，本研究针对影响摩擦堆栈焊接质量的几个关键工艺参数，设计了一套摩擦堆栈焊接工艺测试数据收集系统。该数据采集系统可以在过程测试期间实时收集和存储每个测试数据，人机界面简单，易于学习。所有测试数据都可以直接保存为Excel格式，便于测试后研究和分析。其次，为了完成摩擦堆栈焊接测试装置和摩擦堆栈焊接工艺测试数据采集系统的开发，设计和进行了一系列影响摩擦堆栈焊接装置成型焊接质量的关键工艺参数的LY12铝合金单元焊接工艺测试。主要内容包括：氩气保护对焊接质量的影响；塞速度对焊接质量的影响；塞杆进给速度对焊接质量的影响等。结果表明，在焊接过程中使用氩弧焊保护可以有效地减少氧化铝的生成，提高单位成型的焊接质量。焊接速度是摩擦堆栈焊接过程中最重要的焊接参数之一，提高焊接速度可以有效地提高焊接质量。进给速度对焊接质量的影响受焊接速度的限制。在高速条件下，提高进给速度有助于提高焊接质量。在旋转速度低的条件下提高进给速度不利于提高焊接质量。通过上述许多测试，确定了合理的焊接工艺参数范围，用没有焊接缺陷的单元填充了焊接。本研究在单元焊接工艺试验后，对LY12铝合金叠层焊接成型进行了进一步的焊接测试研究，实现了LY12铝合金摩擦堆栈焊接的无缺陷焊接。测试结果表明，在堆焊中，为了防止钻头两侧力不均，采用跳阶方式焊接更加合理。另外，在堆焊中预热焊接试件有助于减少焊接残余应力，提高堆焊的焊接质量。然后，该研究基于传热、摩擦学、接触力学等学科的理论，MSC .通过Marc有限元计算分析软件，建立了摩擦堆栈焊接单元成型的初始热力耦合模拟模型，模拟了Q235钢材料。仿真结果表明，焊接工艺参数对焊接工艺和LY12铝合金各焊接工艺参数的影响基本相同。这表明，在摩擦堆栈焊接工艺过程中，每个焊接工艺参数对焊接情况的影响规律通常不同于材料的热特性和机械特性，因此对每个焊接工艺参数的数值要求不同。这为以后对钢材料进行焊接工艺测试奠定了基础。最后，在焊接测试过程中摩擦堆栈焊接测试装置的一些缺点和缺陷的基础上，提出了新的管道摩擦堆栈焊接测试装置的设计要求。新的测试装置采用总线通信控制方法，除了焊接主轴的旋转和轴进给外，其他自由度的运动由交流伺服电动机驱动，提高了设备的控制精度和响应速度，大大提高了设备性能。本文以上内容对中国摩擦堆栈焊接设备及焊接工艺研究具有重要意义。对煤矿机械用屈服强度900 MP*高强度钢板的焊接工艺特性，研究了该钢的焊接热影响区组织应变规则、焊接冷裂纹敏感性和焊接工艺参数对焊接接头组织和性能的影响。因此，SHT900D钢的硬化倾向很强，必须采取必要措施防止焊接过程中焊接冷裂纹的产生，焊接工艺参数在一定程度上影响焊接接头的组织和性能，从而确保焊接质量，必须合理控制焊接热输入和焊道之间的温度。研究结果已成功应用于高端液压支架的焊接。为了确保焊接项目的质量，基于计算机技术在焊接领域的应用现状，分析了焊接工艺设计的特点，开发了焊接工艺开发和评价系统。焊接工艺开发和评估系统是基于Aess数据库的软件，该数据库为平台开发可视化编程技术Visual Basic 6.0。系统构建了多种类型的数据库，在主、焊接材料、焊接工艺参数、焊接工艺评估、辅助库等数据库中，可以根据用户的需要查询、维护和打印焊接工艺评估报告，从而进行焊接工艺设计并对其进行评估和反馈，以获得最佳设计。该系统应用于焊接工厂，实现了焊接工艺的快速设计。2219铝合金是Al-Cu高强度铝合金，因为其良好的机械性能，是制造火箭罐的理想材料之一。针对现有熔融惰性气体保护焊(MIG)焊接2219铝合金气孔数、焊接接头不良、焊接效率下降等问题，本文以Plasma-MIG复合热源耦合机理及相应的焊接工艺为研究对象，采用了实验研究和理论计算方法。系统的研究在复合热源焊接条件下，外部等离子弧与内部米格弧的互耦机制、复合弧特性、复合弧谱诊断、液滴应力模型。通过研究，揭示了复合弧空间的温度分布规律、复合弧耦合机理及各参数对焊接质量的影响。本研究为2219铝合金稳定高效的高质量plasma-MIG复合焊接提供了实验基础和理论依据。本文根据Plasma-MIG复合弧焊要求，对焊枪进行了改进。依靠PLC和人机工程学构建了Plasma-MIG复合弧焊控制系统，实现了复合弧焊和焊接工艺控制。设计了Plasma-MIG复合弧焊弧焊启动过程控制程序，解决了复合弧的困难弧问题。本文利用能够准确获取电弧信息的光谱仪、高速相机CCD、窄带滤波器、中性感光板和镜头构建了电弧光谱同步采集系统。系统结构简单，精度高，收集效率高。基于Bockasten三次多项式插值法的离散Abel变换算法设计为将水平方向辐射强度信息恢复为径向发射系数信息，得到了Plasma-MIG复合弧等温线分布。实验结果表明，Plasma-MIG复合弧外部等离子弧受内部MIG弧的影响，中心最大温度偏移，复合弧温度最高的区域是外部等离子弧区域。外部等离子弧和内部层米格弧之间存在明显的最低温度，最低温度是内部米格弧和外部等离子弧的边界区域；Plasma-MIG复合弧等温线分布在整个弧等温线围绕中心对称分布之前上升，然后上升。Plasma-MIG复合弧，外部等离子弧由于喷嘴的压缩，对内部米格弧有压缩效果。米格机电弧将电流流入等离子弧，米格机弧的热效应降低，内部米格机电弧温度降低。结合传统的MIG焊熔滴过渡力学理论，进一步分析了外部等离子弧介入引起的液滴力变化，建立了复合热源焊液滴过渡的力学物理模型。计算不同参数下的液滴应力，结合电弧热作用机理，揭示焊接参数与液滴力的内部关系。系统地分析了液滴和电弧图像、电参数的同时获取、Plasma-MIG复合弧焊过程中的弧特性、液滴过渡形式、液滴应力、复合弧特性的影响因素、弧焊熔池行为。复合弧焊工艺比常规MIG焊缝稳定，允许其他液滴过渡形式的无飞溅焊缝。本文研究了单焊缝参数和多参数相互作用对接头抗拉强度的影响，设计了二次五次回归模型。分析结果表明，单因素的影响是抛物线定律，焊接速度对拉伸强度的影响最大，使熔化极电压和等离子弧电流、送丝速度对连接拉伸强度的影响最小。焊接参数范围内存在最佳工艺参数之间相互匹配，焊接速度和送丝速度之间的交互最强，MIG电压和焊接速度之间的交互最小，两者几乎是独立的。通过二次五次回归模型的数学处理，优化了2219铝合金plama-MIG焊接工艺参数，优化后焊缝连接处的拉伸强度为285MPa(不去除正向拉伸)，强度系数为70.3%。本文系统地研究了Plasma-MIG焊接下2219铝合金的热循环曲线。分析了五个参数中高温时间、温度梯度、高温停留时间、过冷等的变化。研究了等离子弧对熔池运动的影响。等离子弧的加入抑制了氢质子在电弧气氛中溶解成液态金属的同时，改变了熔池的运动形式，加快了过饱和气体的析出。如果焊接参数适当匹配，焊接的气孔缺陷明显减少，甚至消失。与传统MIG相比，plasma-MIG复合弧焊改善了2219铝合金接头的力学性能和焊接组织。激光焊接是一种高质量的低变形、高效、高速的焊接方法，在业界得到了越来越广泛的应用。概述了常用激光焊接设备和新型二极管泵浦固体激光设备的特性、激光焊接机制、常用材料激光焊接工艺和现有问题、提高焊接质量的各种工艺、塑料激光焊接及其数学建模、大型激光焊接平台和双光束激光焊接技术的特性、国际激光焊接技术的发展趋势等。Al-li合金被认为是航空航天领域实现飞机轻量化的理想结构材料之一。采用高功率光纤激光器焊接厚度为1.76mm的2198-T851 al-li合金，研究ER4047充线时激光功率、焊接速度和送丝速度对焊接热裂纹和焊接组织的影响，以及优化焊接工艺中焊接接头的组织和机械特性。结果是，当激光功率为4kW时，如果焊接速度为4m/min，送丝速度为4m/min，则填充ER4047钢丝焊接可以获得形成良好且没有宏观裂纹缺陷的焊接接头。接头的平均拉伸强度为342MPa，拉伸断裂后接头断裂强度达到母材料的65.4%，融合区域为弱部分。P91耐热钢焊接接头广泛应用于电站管道，厚壁管道焊接残余应力分布比较复杂，焊接接头残余应力大小对高温环境下工作的蠕变有很大影响。本文以焊接残余应力为评价指标，以焊接残余应力为评价指标，优化了P91耐热钢管道焊接的工艺参数，然后利用大型有限元分析软件ABAQUS数值模拟了最佳焊接工艺的焊接残余应力，得到了P91厚壁管道焊接接头的残余应力分布。结果表明，焊接速度对焊接残余应力影响最大。弧电压、焊接电流和槽隙等。研究结果为优化高温管道焊接工艺，有效控制焊接残余应力提供了可能性。研究了现场使用的X80钢管焊接工艺，以满足西气东输管道项目的二次管道焊接质量要求。采用STT半自动根焊PAW2000全位置自动焊填充、罩面焊接方法，在选定焊接工艺参数条件下焊接了X80钢管，测试了焊接接头的机械特性。测试结果表明，接头的每个性能指标都符合q/sy gjx 0110-xx标准，选定的焊接工艺完全符合现场自动焊接施工的技术要求。该工艺已成功用于西气东输双线工程，取得了良好的焊接效果。激光电弧复合焊接是结合物理特性、能量传输机制非常不同的两个热源的先进焊接技术。激光电弧复合焊接可以弥补简单激光焊接的不足，大大提高工艺适应性，改善焊肉，提高接头质量。近年来，这项技术在发达国家得到了广泛的关注和积极研究。激光和电弧的合成不是两个热源的简单合集。深入研究激光电弧的相互作用机理，对深入了解复合焊接工艺，优化焊接工艺具有重要意义。复合焊接时，激光辐照母材的热效应和光等离子体对激光电弧相互作用有重要影响，同时电弧吸收激光能量后，局部电子密度和电子密度梯度增加，进一步改善吸收和折射效果。本文首先不考虑这些因素，根据等离子体中的激光传播理论，通过经典电子-离子碰撞理论，计算入射激光的电弧等离子体线性反韧性吸收系数和折射率，将逆固件吸收剂A(z)引入电子能量方程，根据最小电压原理，修改了激光作用弧的电弧电子能量方程。在理论上分析了激光作用电弧后，光束特性及电弧特性的变化趋势揭示了激光-电弧相互作用下光束特性及电弧特性变化的物理机制和影响因素。最后，在激光-电弧相互作用研究的基础上，对薄板搭接、对接、t接头和厚壁对接的几种激光-TIG填丝复合焊接新工艺进行了研究。为了克服填充线复合焊接的飞溅和焊接烟尘焦点镜污染，根据激光焊接中飞溅粒子的运动状态和运动规律，根据气体力学原理，设计了超音速不对称拉瓦尔腔结构的水平气幕喷嘴，并与激光填充焊接进行了比较，研究了激光-TIG filling wire composite weld的工艺特性、焊接成型、内部缺陷和工艺适应性，通过工艺参数优化，设计了理想的复合焊接薄t利用激光电弧复合焊接技术和辅助电流的激光焊接方法有机结合，开发了加强电流磁流体力学效果的激光电弧复合焊接方法。液化天然气(LNG)是高质量、高效、经济的清洁能源，作为开发LNG汽车普遍公认的有效节能减排措施，推动了LNG