2019年, 第0卷, 第8期　
刊出日期：2019-10-20

  

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试验研究
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  基于X射线图像处理的单搭接焊缝缺陷识别

  迟大钊, 马子奇, 程怡, 王梓明, 唐自衡

  焊接. 2019, 0(8): 1-4. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190514002

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  钢板单搭接焊缝区厚度的变化，使其对应的X射线图像灰度连续变化。这给基于图像阈值分割处理的缺陷识别带来困难。为了解决这一问题，文中给出一种基于X射线图像背景去除的缺陷识别方法。首先对待处理的X射线数字化图像进行噪声抑制，并利用模拟图像背景获得前景图像；然后对前景图像进行基于迭代阈值法的图像分割，提取缺陷目标；最后采用数学形态学处理，实现缺陷自动识别。结果表明所提方法能有效识别钢板单搭接焊缝中的气孔缺陷。
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  BAg40CuZn(Ni/Cd)钎焊接头组织与高温性能演变

  郭艳红, 裴夤崟, 钟素娟, 程亚芳, 张冠星

  焊接. 2019, 0(8): 5-8. https://doi.org/10.12073/j.hj.20181113003

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  通过研究Cd/Ni元素在BAg40CuZnX钎焊显微组织与性能的作用，分析了其对钎焊接头高温性能演变机理。Cd/Ni元素对钎料的熔化温度、润湿流动性以及焊接强度皆有影响，而这些作用可否延续至钎焊接头及工件使用过程，针对Cd/Ni元素对钎焊接头组织及高温力学性能的作用进行了研究。Cd可提高钎料的综合性能，但在一定高温下促使其钎缝组织迅速脆化而受力断裂，致使钎焊接头失效；而Ni可使钎缝保持一定的高温力学性能。
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  基于多信号检测的等离子弧焊接平台构建

  杨喜牟, 李天庆, 李鑫, 陈璐, 雷玉成

  焊接. 2019, 0(8): 9-13. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190106001

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  焊接过程的准确检测是实现高效优质焊接的基础。实现等离子弧焊接过程的多信号检测对于指导等离子弧焊接工艺具有重要意义。文中搭建了基于多信号检测的等离子弧焊接平台，该等离子弧焊接平台包括等离子弧焊机和焊枪系统、机械运动机构、视觉检测系统、焊接过程监测系统、计算机控制系统等；通过视觉检测系统拍摄了等离子弧焊接电弧形态，测量出了喷嘴出口处的电弧直径与工件上表面电弧直径比值为0.64，证实了等离子弧焊接电弧挺度高，发散程度小；通过焊接过程监测系统，拍摄了焊缝温感扫描图，在线实时监测了等离子弧焊接焊缝成形，结果表明温感扫描图可以比较准确地反映等离子弧焊接的实际焊缝成形。
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  Ag，Cu对Sn-40Bi钎料合金钎焊性能和显微组织的影响

  李继平, 卫国强, 康云庆

  焊接. 2019, 0(8): 13-16. https://doi.org/10.12073/j.hj.20181221002

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  利用DSC，显微硬度仪以及SEM研究了合金元素Ag，Cu对Sn-40Bi钎料合金熔化特性、润湿铺展性、显微硬度以及焊点显微组织的影响。试验结果表明，在试验参数内随着Ag，Cu含量的增加，钎料的熔程减少，润湿铺展面积和维氏硬度增加，焊点中的Bi相得以细化。
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  粉末粒度对镍合金熔覆薄层组织及成分的影响

  胡方勤, 王郑, 张青科, 宋振纶

  焊接. 2019, 0(8): 17-20,31. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190301002

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  针对在钢基体表面熔覆镍合金薄层时稀释率高的问题，采用304不锈钢基体和两种不同粒度的NiCrFeBSi合金粉末，在较高的扫描速度、较低的热输入下制备熔覆薄层，研究了粉末粒度及熔覆工艺参数对熔覆过程冶金反应及熔覆层微观组织与成分分布的影响。结果表明，在较低的热输入下即可将粉末完全熔化并加热至发生自钎反应的温度，熔覆合金在基体表面铺展，得到表面平整的熔覆层，无裂纹出现。采用厚度200 μm，粒度范围70~100 μm的镍合金粉末层，制备的熔覆层厚约170 μm，稀释率较高；采用相同厚度的粒度约50 μm的镍合金粉末层，获得了厚约130 μm的熔覆层，稀释率低且熔覆界面更平整。由于更细的合金粉对激光能吸收率更高，在较低的热输入下即可熔化，传导至基体的热量显著降低，基体熔化少，热影响小。该方法可用于制备防护薄层及精密修复。
专题综述
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  海底管道J形铺设焊接技术

  周灿丰, 焦向东, 陈家庆, 罗雨

  焊接. 2019, 0(8): 21-24. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190307001

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  J形铺设是最适合深水的海底管道铺设和海洋立管安装方法，只使用一个焊接工作站进行管道横向位置焊接，为了提高作业效率，铺管焊接之前通常把4~6根长度为12 m的管子进行焊接形成较长的管段。J形铺管焊接时背面难以添加衬垫，目前工程上普遍采用熔化极气体保护自动焊进行单面焊接。对于深水SCR立管等苛刻应用而言，需要严格控制管道端部装配最大高低偏差即Hi-Lo值，为此，管道几何尺寸、测量、机加工、分类和匹配非常重要。因为焊接技术的进步，焊缝疲劳标准BS 7608处理单面焊缝时显得相当保守和过于具有惩罚性。事实上，大量的海底管道环缝试验表明，对于深水SCR立管等苛刻应用而言，无衬垫单面焊接管道环缝疲劳设计采用BS7608标准S-N曲线规定的E类曲线是合适的。
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  铝锂合金搅拌摩擦焊研究现状

  杨海峰, 刘德博, 王非凡, 周利, 赵洪运

  焊接. 2019, 0(8): 25-31. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190226003

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  铝锂合金具有低密度、高比强度和比刚性、优良的低温性能、良好的耐腐蚀性能和超塑性等优点，是理想的航空航天结构材料。搅拌摩擦焊作为一种新型的固相连接方法，应用于铝锂合金焊接时展现出制造成本低、环境污染小和接头力学性能好等一系列优点。为进一步提升搅拌摩擦焊在铝锂合金焊接领域的应用，文章从铝锂合金搅拌摩擦焊接头组织性能方面的国内外研究现状进行了综述，并对未来铝锂合金搅拌摩擦焊的研究方向进行展望。
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  脉冲闪光对焊技术在高强环链生产中的应用

  高杰, 王娟, 李亚江, 张占峰, 李行

  焊接. 2019, 0(8): 32-36. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190226002

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  环链因其承载能力大、工作可靠、拆装方便并具有优良的传动性能，因此被广泛用于矿山机械、海洋船舶和军事舰艇等。近年来，随着海洋装备和煤矿机械的发展对环链的高强度和高韧性提出更高要求，其焊接技术的发展和工艺水平也逐渐提高。闪光对焊作为一种高效、适用性强的固相焊接方法已被用于环链生产中。针对高强环链的结构特点，总结了环链脉冲闪光对焊的工艺特点，阐述了环链用钢材焊接技术的发展，高强环链闪光对焊工艺及环链焊接缺陷与质量控制的研究现状，展望了高强环链焊接的发展方向。
生产应用
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  焊接结构机床件的残余应力测试研究

  卫东海, 李克锐, 杜兵, 雷振, 张善保

  焊接. 2019, 0(8): 37-41. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190315002

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  焊接机床床身凭借其设计制造过程周期短、效率高、绿色环保、柔性高、价格成本低等显著优势，具有很好的应用前景，将成为床身的发展趋势，近年来以钢板焊接结构代替铸铁件的趋势不断扩大。研究测试了国内外不同焊接结构机床件的残余应力，结果表明，所测床身的焊缝数量比较多，其最大残余应力为274.4 MPa；滑鞍的结构尺寸较长（620 mm×2 700 mm×252 mm），属于矮长件，焊缝较长、筋板较多，其最大残余应力为300.6 MPa；立柱的焊缝和筋板均相对较少、结构尺寸差异小，其最大残余应力为154.9 MPa；所测国外某滑鞍的最大残余应力为129.8 MPa，该滑鞍具有优良的结构设计、焊缝较少较短；优化结构设计、筋板布局和焊接工艺，采用合理的结构尺寸，减少和缩短焊缝是降低焊接结构机床件初始应力、获得高精度机床产品的基础。
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  液压支架连杆机器人焊接工作站自动定心机构设计

  段青辰, 赵旭, 韩振仙, 张海生

  焊接. 2019, 0(8): 41-45. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190305001

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  针对现有液压支架连杆机器人焊接工作站中机器视觉拍照易受盖板切割熔边、氧化皮及车间粉尘影响，设计了一种替代机器视觉系统的长行程连杆盖板定心机构，主要有主体框架、驱动机构、定心模块、支撑模块、控制系统、护罩及周边附件组成，该机构采用单动力双向定心方式，并配合伺服控制系统实现连杆盖板的精确定心。通过实际焊接生产试验表明，不同外形尺寸的连杆盖板，定心机构的定心精度均≤ 0.5 mm，实测连杆盖板拼装后最大单边间隙为2 mm，满足焊接要求；随着盖板长宽比增大，盖板刚性逐渐减弱并出现了立弯现象，导致连杆盖板两侧最大拼装间隙差值有增大趋势；在拼装间隙≤ 2 mm时，机器人焊接过程稳定、焊缝成形美观；连杆盖板定心机构定心精度高、适应性强，具有很强的实用价值。
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  助焊剂组成对SAC105锡膏铺展及焊后残留腐蚀的影响

  吴家前, 孙福林, 张宇航, 林元华

  焊接. 2019, 0(8): 46-49. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190306001

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  研究了助焊剂中活性剂、成膏体、酸碱调节剂对Sn1.0Ag0.5Cu（SAC105）锡膏铺展和焊后残留腐蚀的影响。结果表明，活性剂含量小于8%（质量分数）时，锡膏铺展率随活性剂含量的增加而增大，锡膏焊后SIR值随活性剂质量分数的提高而减小，活性剂含量为9%，焊后SIR值降至1.6×10⁹ Ω；成膏体为PEG2000复配改性环氧树脂A时，锡膏铺展率为81.4%，焊后残留腐蚀较少，焊后10天的SIR值基本稳定在1.5×10¹¹ Ω，成膏体为松香时，锡膏铺展率为82.6%，焊后10天的SIR值为4.0×109 Ω；加入一定量的酸碱调节剂三乙醇胺能提高锡膏的铺展率、降低助焊剂pH值及焊后SIR值，当三乙醇胺含量为1.0%时，焊后SIR值最大，为1.6×10¹² Ω。
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  镀银编织铜丝与铜层微电阻点焊接头组织与性能研究

  江琛, 贺晓斌, 刘双宝, 徐燕铭, 皮刚

  焊接. 2019, 0(8): 50-52. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190317001

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  研究了0.1 mm镀银编织铜丝与0.07 mm厚度超薄纯铜层微电阻点焊接头的微观组织和力学性能，分析了不同参数对接头力学性能的影响，采用扫描电子显微镜对典型接头的微观组织结构特征进行了分析。结果表明，当焊接热量足够时，焊点接头主要为钎焊-熔焊混合连接机制，其形成过程中经历银元素润湿铺展、银元素扩散、铜元素熔化和金属凝固四个过程；焊点连接面处组织致密，存在铜银两相与单富铜相构成连接界面形态，后者焊点微观组织结构含有熔焊的特征；试验所用参数范围内，焊点的最大抗剪力可达45 N，焊接时间与焊接电流均在一定的范围内对焊点性能影响较大，当电阻产热达到饱和区间，焊点抗剪切性能变化不大。
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  基于焊接力开环及闭环模式交互作用的摩擦焊接技术研究

  张春波, 张焱, 王旭, 刘彬, 周军

  焊接. 2019, 0(8): 53-57. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190406001

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  基于焊接力开环模式及闭环模式交互控制方式，研制摩擦焊机轴向加载液压系统，实现对焊接辅助过程、三级摩擦焊接过程中轴向焊接力的控制。从辅助过程到自动焊接过程，轴向力的变化经历了七个阶段：在辅助过程中，开环模式控制下的轴向力对摩擦焊接缩短量及工件焊后尺寸精度无明显影响；在三级摩擦焊接过程中，闭环模式控制下的轴向焊接力的控制精度、稳定性对摩擦焊接轴向缩短量及工件焊后尺寸精度具有直接和间接的影响。基于焊接力开环模式及闭环模式交互控制方式研制的轴向摩擦焊机，可实现材料为40Mn2、型号为XDZ190支重轮摩擦焊，焊接接头成形良好，工件的摩擦焊接缩短量精度控制在0~0.5 mm以内。
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  S380高频焊管焊缝开裂分析

  孟根巴根, 艾兵权, 王秋雨, 杜雁冰

  焊接. 2019, 0(8): 57-60. https://doi.org/10.12073/j.hj.20190304002

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  针对S380热轧板焊管开展压扁和扩孔试验时焊缝开裂问题，利用扫描电镜、金相显微镜和显微硬度检测手段对焊接接头进行组织观察和性能检验。试验结果表明，S380焊缝熔合线处出现魏氏组织和焊缝中心尺寸较大的熔融金属是导致焊管压扁试验产生开裂的主要原因，采取了加大焊接棍挤压力、加快焊缝金属冷却速度和使用了微合金化成分体系材料等针对性改进措施后开裂率明显降低。
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  外加磁场对轨道车辆不锈钢点焊组织性能的影响

  郭猛, 张勇, 王亭, 李欣

  焊接. 2019, 0(8): 61-64. https://doi.org/10.12073/j.hj.20181110005

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  以轨道车辆用SUS301L不锈钢为研究对象，研究了外加磁场对不锈钢点焊的熔核尺寸、拉伸强度和微观组织的影响。结果表明，在外加磁场的作用下，不锈钢点焊的熔核直径增长效果明显，拉伸强度得到不同程度的提高，且外加磁场强度越大，作用的时间越长，性能提高的效果越明显。在相同焊接参数下磁控电阻点焊比普通点焊拉伸强度最大提高16.7%，宽高比提高47%，点焊凹坑降低62%，熔核组织明显细化，点焊过程中外加磁场能够有效改善不锈钢电阻点焊接头性能。