焊接学报

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陈海永, 曹军旗, 任亚非, 刘卫朋

焊接学报. 2018, 39(10): 1-5. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390238

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针对厢体焊接涉及多种类型焊缝，提出了一种焊缝类型识别方法. 采用激光条纹提取算法获取焊缝骨架，对焊缝骨架进行直线拟合，求取焊缝骨架特征点作为兴趣点，利用多尺度形状描述符对兴趣点进行特征描述，获取焊缝类型的形状信息. 选取多种类型焊缝模板，通过模板匹配算法进行焊缝类型识别. 结果表明，焊缝类型分类正确率可达95%以上，这种焊缝类型识别方法是可行的.

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TIG电弧等离子体双温度数值模拟

黄勇, 刘林, 王新鑫, 陆肃中

焊接学报. 2018, 39(10): 6-10,34. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390239

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基于连续性方程、动量守恒方程、电子能量守恒方程、重粒子能量守恒方程及麦克斯韦方程组，建立了TIG电弧等离子体二维轴对称双温度数学模型. 等离子体的热力学性质及输运系数均为电子温度(T_e)、重粒子温度(T_h)的函数，采用FLUENT软件进行求解得到了TIG电弧等离子体的电子温度场、重粒子温度场、压力场、流场和电势场等，重点比较了等离子体电子温度和重粒子温度的分布规律. 结果表明，TIG电弧的外形为典型的钟罩形，在电弧中心重粒子温度与电子温度几乎处处相等，而在电弧边缘及阳极表面两者差异较大，存在很明显的非平衡现象.

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铝合金薄板搅拌摩擦焊搭接界面缺陷与接头性能

刘伟, 熊江涛, 赵华夏, 栾国红, 李京龙

焊接学报. 2018, 39(10): 11-15. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390240

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针对2A12-T4铝合金薄板进行了搅拌摩擦焊搭接试验，研究了焊接参数对缺陷形态与接头性能的影响规律. 结果表明，勾状缺陷具有更大的高度和弯曲角度，最大缺陷高度为上板厚度的12.7%. 随焊接速度增大，缺陷高度减小.随转速提高，勾状缺陷高度先增加后减小，冷搭接缺陷高度呈“V”形变化. 在950 r/min，200 mm/min下接头强度最高，接头系数可达84%. 维氏显微硬度分布呈“W”形，上板出现接头软化，焊核区下部硬度高于上部硬度. 冷搭接缺陷是影响接头性能的主要因素，由于有效搭接宽度较小，接头断裂方式为沿搭接面的剪切断裂.

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采用两种银基活性钎料钎焊AlN陶瓷与可伐合金的接头组织与性能

朱成俊, 李成思, 董雪花

焊接学报. 2018, 39(10): 16-19,40. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390241

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采用Ag-Cu-Ti和Ag-Cu-In-Ti两种活性钎料箔带，分别在860℃/10 min和760℃/10 min两种规范下对AlN与可伐合金(4J29)进行了真空钎焊连接，获得了冶金质量良好的接头. 对接头室温抗剪强度进行了测试，AlN/Ag-Cu-Ti/4J29和AlN/Ag-Cu-In-Ti/4J29两种接头强度分别为126和113 MPa. 微观分析结果表明，两种接头中靠近陶瓷母材附近生成了连续的扩散反应层，结合XRD结果，该层主要由TiN相组成，反应层的厚度对接头强度有影响；钎缝基体区由铜基固溶体、银基固溶体和复杂的Ni(Fe，Co)-Ti化合物组成.

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不锈钢高频复合双钨极氩弧焊接工艺方法

吴统立, 王克鸿, 孔见, 高琼

焊接学报. 2018, 39(10): 20-24. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390242

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针对双钨极TIG焊存在的电弧压力小、焊缝熔深浅等问题，提出了一种新型焊接工艺方法--高频复合双钨极TIG焊(high frequency hybrid twin-electrode TIG welding, HFHT-TIG焊)，在双钨极氩弧焊的一个钨极上通以高频脉冲电流，达到提高电弧压力和挺度、搅拌熔池、细化晶粒、改善接头组织和力学性能的目的. 采用HFHT-TIG焊进行了6 mm厚奥氏体不锈钢焊接工艺试验，并与双钨极TIG焊接头进行对比. 结果表明，HFHT-TIG焊能够显著提高电弧挺度和电弧压力，焊缝表面成形更佳，横截面对称性更好，焊缝区的树枝晶组织更加细小，断口韧窝更加均匀和细密，接头的抗拉强度和断后伸长率分别提高了12.1%和30.2%.

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纵肋-盖板裂缝重焊修复后残余应力数值分析

钱骥, 蒋永, 吴冲

焊接学报. 2018, 39(10): 25-29,47. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390243

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钢桥面板纵肋-盖板焊缝处穿透面板的裂缝通常只能采用重焊方法修复，但所引起的高焊接残余应力易导致结构再次开裂而没有达到预期的修复效果. 选取12 mm钢桥面板中纵肋-盖板裂缝为研究对象，采用子结构算法进行重焊后残余应力分布规律及焊接工艺影响研究. 结果表明，相同条件下，钢桥面板有横梁位置处纵肋-盖板裂缝重焊残余拉应力数值和分布范围均明显高于无横梁位置，采用由中间向两端的对称焊能够有效减小残余应力峰值；裂缝重焊修复过程中焊趾处纵向残余应力随焊缝长度、随坡口角度呈幂函数变化关系.

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钛合金电子束深熔焊根部缺陷机理分析

高福洋, 高奇, 蒋鹏, 廖志谦

焊接学报. 2018, 39(10): 30-34. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390244

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文中研究了大厚度Ti6321钛合金深熔焊时，根部缺陷的位置和形貌特征，分析了根部缺陷产生的原因，揭示了缺陷产生的机理，提出了减小和消除根部缺陷的方法.结果表明，对于大厚度钛合金深熔焊，未焊透时焊缝中容易产生钉尖和链状气孔缺陷.当匙孔底部表面张力与流体静压力之和大于金属蒸气压力时，根部无法维持稳定的匙孔内壁，液态金属凸出向匙孔坍塌，金属蒸气不能完全逸出，在快速冷却条件下，液态金属凝固后形成钉尖缺陷. 当表面张力、液体静压力与金属蒸气压力的平衡位置距离匙孔底部距离大于1/2熔深时，焊缝根部容易产生链状气孔缺陷.通过采取相应措施可以有效减少和消除钉尖缺陷和链状气孔缺陷.

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X90管线钢管埋弧焊缝组织与性能分析

毕宗岳, 杨军, 牛辉, 黄晓江

焊接学报. 2018, 39(10): 35-40. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390245

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X90管线钢管是目前正在研究开发的一种新型高强度管线钢管. 随着管材强度的提高，焊缝的组织与性能成为研究与控制的关键. 文中对焊缝、热影响区(HAZ)和母材微观组织、晶粒取向、大/小角度晶界占比及冲击断口形貌等进行了分析研究. 结果表明，焊缝试样近断口区组织为针状铁素体(AF)+准多边形铁素体(QPF)，M-A组元呈楔形、块状和条带状，分布于相界处，尺寸较大，长1.8 μm，宽0.5 μm，组织有效平均晶粒尺寸为3.12 μm，大角度晶界比例为67.15%；而HAZ试样近断口区组织为粒状贝氏体(GB)+多形态M-A组元，晶粒粗大，M-A组元多以条带状、楔形分布于晶界和晶内，组织有效平均晶粒尺寸为4.52 μm，大角度晶界比例为85.95%. 母材试样近断口区组织是以细小AF+QPF+板条贝氏体(LB)+少量M-A组元为主的多相匹配的复相组织，M-A组元尺寸细小，组织有效平均晶粒尺寸为2.1 μm，大角度晶界比例为93.75%.密集分布的大尺寸M-A组元和大角晶界占比较小是导致焊缝冲击韧性低于母材的重要原因.

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亚共析钢搅拌摩擦加工组织与力学性能

王洪铎, 王文, 李霄, 王快社

焊接学报. 2018, 39(10): 41-47. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390246

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采用K40钨钴硬质合金搅拌头对3 mm厚热轧退火态亚共析钢板进行了搅拌摩擦加工，对加工区域的宏观形貌、微观组织及力学性能进行了分析．结果表明，搅拌区和热力影响区为先共析块状铁素体、“针状”铁素体及珠光体，组织转变受动态再结晶和相变共同作用，热影响区组织为等轴状铁素体和片层状珠光体．搅拌摩擦加工对各区域中珠光体及析出渗碳体的分布形态影响显著．搅拌摩擦加工后试样显微硬度明显增加，抗拉强度相比母材提高8.2%，断裂位置位于母材处，加工前后试样断裂形式均为微孔聚合韧性断裂．固溶强化与相变强化对硬度和抗拉强度的提高起主要作用．

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钻孔法测量焊接残余应力误差因素分析

甘世明, 韩永全, 陈芙蓉

焊接学报. 2018, 39(10): 48-53. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390247

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为提高焊接残余应力钻孔法测量结果的可靠性，需分析其测量过程中的误差因素，依据误差传递理论推导了由应变误差与释放系数误差传递给最终测量结果的误差公式，并由测量过程中的误差因素建立了一条影响最终测量结果的误差链. 以2A12高强铝合金VPPA-MIG复合焊接板材为试验对象，定量分析了误差链中的弹性模量误差、贴片误差和应变读数取值时间误差传递到最终结果中的相对误差. 结果表明，由弹性模量误差传递到残余应力σ₁，σ₂中的相对误差均很小；由贴片误差传递到残余应力σ₁，σ₂和?角中的相对误差在贴片24 h后均降为0%；由应变取值时间误差传递到残余应力σ₁，σ₂和?角中的相对误差在应变释放150 min后均降为0%.

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爆炸复合板压力容器径向裂纹的无损检测及其安全性分析

马雯波, 蔡青, 邓莉莹

焊接学报. 2018, 39(10): 54-60. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390248

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通过直探头、斜探头、TOFD (超声波衍射时差法)等方法，对S31603/Q345R复合板压力容器的径向裂纹进行无损检测以比较其缺陷检出能力；通过扫描电镜观察其微观结构，分析其失效机理；最后，通过数值计算分析其安全性能. 结果表明，直探头检测时回波面较小易导致漏检，TOFD检测时不锈钢粗晶粒产生的回波易掩盖径向裂纹产生的回波从而导致漏检，而斜探头因检测回波面大，检测效果优于直探头和TOFD，建议采用斜探头检测以确保径向裂纹的检出；通过扫描电镜发现爆炸复合板结合界面呈明显的正弦波状且存在元素相互扩散现象；且结合界面处存在的裂纹、空洞等缺陷使其强度降低；最后，通过数值计算分析发现该类裂纹的存在使得复合板压力容器存在较大的安全隐患.

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背反射增效激光X形焊缝焊接残余应力的数值分析

李乐, 王宏宇, 黄爱国, 丁瑞

焊接学报. 2018, 39(10): 61-64,70. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390249

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以1.5 mm厚的TC4钛合金薄板为对象，建立了背反射增效激光焊接成形过程的三维瞬态有限元模型，基于熔池温度场通过间接耦合方式获得了X形焊接成形的应力场.结果表明，在常规激光焊接仅能获得V形焊缝的激光工艺参数下，背反射增效激光焊接可获得对称性好的X形焊缝；同时，其焊缝上表面纵向残余应力与常规激光焊接基本一致，但其焊缝下表面纵向残余应力较常规激光焊接要大，且达到了上表面纵向残余应力相同的水平；此外，不同线能量下背反射增效激光焊纵向残余应力的变化很小，表明背反射增效激光焊接的线能量对其焊接残余应力影响的敏感度较低.

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活性硫对高功率激光焊接焊缝成形的影响

李时春, 邓辉, 肖罡, 许伟

焊接学报. 2018, 39(10): 65-70. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390250

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文中试验研究了在万瓦级高功率光纤激光焊接厚板过程中添加表面活性硫粉对焊缝成形的影响及对焊缝微观组织的影响. 结果表明，表面活性硫粉的添加增加了熔池的浸润性和流动性从而形成了更长的焊接熔池. 负离焦焊接时，活性硫粉能增加焊缝熔深，且不受焊接速度的影响；而正离焦焊接时活性硫粉能增加焊缝熔宽. 高功率激光焊接过程能细化焊缝金相组织，且促使焊缝中铁素体比重增加；硫粉的添加则进一步促进了焊缝金相组织的细化及铁素体比重的增加.

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石墨烯包覆泡沫铜复合中间层钎焊碳/碳复合材料与铌的工艺与性能

王泽宇, 霸金, 亓钧雷, 冯吉才

焊接学报. 2018, 39(10): 71-74. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390251

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针对石墨烯增强相在焊缝中难以分散均匀、结构完整性差、易团聚等问题. 采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)方法在泡沫铜表面原位制备高质量石墨烯，得到石墨烯增强泡沫铜复合中间层. 使用该复合中间层钎焊碳/碳(C/C)复合材料与铌(Nb). 采用Raman, SEM, HRTEM方法表征石墨烯以及钎焊接头的微观组织结构. 结果表明，泡沫铜独特的多孔网络结构使其表面原位生长的高质量石墨烯在焊缝中均匀分布. 同时，石墨烯优异的化学惰性保证了泡沫铜骨架的完整性，并协同石墨烯自身的低线膨胀系数充分发挥了缓解残余应力的作用，有效提高了接头的抗剪强度.

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基于多因素权重法的高压GMAW焊缝成形分析

郑朋朋, 薛龙, 黄继强, 黄军芬

焊接学报. 2018, 39(10): 75-80. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390252

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水下高压干式GMAW焊缝成形难以控制，影响焊接质量，通过多因素权重法对影响高压GMAW焊缝成形的参数进行分析，以确定焊接过程中主要参数与焊缝成形之间的关系. 以高压GMAW焊接正交试验结果作为训练样本，利用BP神经网络建立了焊缝成形预测模型. 将模型预测结果与实际焊接试验结果进行对比，验证了模型的精确度. 以预测模型中的权值为基础，通过Garson算法得出各参数变量对于焊缝成形参数的权重系数，并通过高压干式GMAW试验进行验证. 结果表明，不同焊接参数变化引起的焊缝成形参数变化幅度与相应焊接参数对焊缝成形的影响权重基本对应，所得权重系数对于高压GMAW焊接工程应用具有指导作用.

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基于RBF网络的自适应熔焊插补容错算法

来旭辉, 许燕, 周建平, 伊里哈木·阿布都热木

焊接学报. 2018, 39(10): 81-87. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390253

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为使非均匀有理B样条插补(NURBS插补)过程中速度变化平稳，设计了一种步长可控的实时插补算法. 推导了参数曲线的一般求值方法，并通过递推矩阵快速计算，能够根据曲线形状的变化，主动调整加工速度，并通过速度再修正模块保证微段曲线中加速度恒定，在满足机床启停能力的基础上平稳加工. 将径向基网络(RBF)和模糊控制相结合，实时筛选故障参数进行再训练，并编写可视化软件进行成形试验，对成形质量、成形速度加速度和预测精度进行分析评价. 试验结果表明，该算法与RBF网络和模糊控制相配合，能够在保证成形精度和设备稳定性的基础上使软件具有一定的容错能力.

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铜合金与不锈钢搅拌摩擦焊搭接接头组织与性能

任国春, 黎宇航, 高士友, 徐杰

焊接学报. 2018, 39(10): 88-92. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390254

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采用搅拌摩擦搭接焊对铜合金与不锈钢异种金属进行焊接，得到外观良好、无内部缺陷的搭接接头. 利用金相、扫描电镜、能谱仪、X射线衍射及硬度计等研究了铜-钢搭接焊接头显微组织，分析了接头的物相成分，测试了接头的显微硬度. 结果表明，不锈钢与铜在焊合区形成了“洋葱环”结构，此结构在焊核区的前进侧较后退侧更为均匀；在接头的前进侧、后退侧和底部有明显的热力影响区；在条状结构中形成了新的金属间化合物NiCu₄，这使焊核区不锈钢-铜界面的硬度值明显增大；接头焊核区的硬度值明显高于基体，且焊核区前进侧的硬度值较后退侧更高.

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2A14铝合金直流A-TIG焊接技术

张聃, 尹玉环, 孙耀华, 吴伟, 曲文卿

焊接学报. 2018, 39(10): 93-97. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390255

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依据某型号的铝合金焊接构件对焊后表面的高平面度要求，自主研制活性剂，实现2A14铝合金的直流A-TIG焊接. 并通过直流A-TIG焊缝的表面成形、X射线、微观组织观察及力学性能等方面开展2A14铝合金直流A-TIG焊接技术研究. 结果表明，当活性剂浓度为15%时可以获得表面成形、内部质量及力学性能良好的2A14铝合金直流A-TIG焊缝；与交流TIG焊相比，焊缝力学性能略高，微观气孔数量明显降低.

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铝合金三丝双脉冲MIG焊熔滴过渡及电信号分析

王鹏, 李桓, 于福盛, 朱春沅, 高莹

焊接学报. 2018, 39(10): 98-102. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390256

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文中搭建了三丝双脉冲MIG焊系统，采用高速摄像电信号同步采集系统对焊接过程进行实时监测，研究了铝合金三丝双脉冲MIG焊熔滴过渡行为以及双脉冲频率对焊缝成形的影响. 结果表明，弱脉冲向强脉冲过渡时，熔滴过渡表现为一脉一滴；强脉冲向弱脉冲过渡时，在开始阶段，焊丝发生再引燃，在结束阶段，熔滴过渡表现为两脉一滴；双脉冲频率增加，焊缝鱼鳞纹变密，双脉冲频率为3 Hz时，鱼鳞纹疏密均匀，焊缝成形最佳.

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送丝位置对铝/镀锌板CMT搭接接头组织与性能的影响

王志平, 靳朋礼, 贾鹏, 杨斯楠

焊接学报. 2018, 39(10): 103-107. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390257

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采用CMT搭接方法研究不同送丝位置对6082铝合金/镀锌板搭接接头质量的影响. 使用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)分析焊接接头的形貌，微观组织及元素分布；通过拉伸试验检测接头的力学性能. 结果表明，1和2位置时，焊缝成形不饱满，锌层蒸发严重，界面处形成FeAl₂，FeAl及FeAl₃的金属间化合物，承载力达到6 kN；当3，4和5位置时送丝位置指向铝板，焊缝成形饱满，界面处形成Fe_6.6Al₃Zn_0.2和Fe₂Al₃Si_0.3，厚度约为2 μm，承载力达到7.5 kN，综上所述，CMT焊接铝合金/镀锌板时送丝位置应偏向铝板，可得到综合性能更好的焊接接头.

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6063-T6铝合金双轴肩搅拌摩擦焊接头组织及力学性能分析

王春桂, 赵运强, 董春林, 邓军

焊接学报. 2018, 39(10): 108-112. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390258

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对4 mm厚6063-T6铝合金进行了双轴肩搅拌摩擦焊接试验. 结果表明，双轴肩搅拌摩擦焊可以实现6063-T6铝合金的焊接，得到表面成形良好且内部无缺陷的接头. 接头宏观形貌为哑铃状，其微观形貌分为焊核区、热力影响区、热影响区及母材区. 在搅拌头转速为1 200 r/min，焊接速度为400~700 mm/min的工艺区间内，接头强度呈先升高后降低的趋势，最高可达181.64 MPa，为母材的68.5%，硬度分布呈W状分布，接头断裂位置位于前进侧热影响区，断裂方式为韧性断裂.

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基于改进蚁群算法的机器人焊接路径规划

吴明晖, 黄海军, 王先伟

焊接学报. 2018, 39(10): 113-118. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390259

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针对基本蚁群算法在机器人焊接路径规划时，在搜索的过程中容易出现搜索时间过长、效率低、容易陷入局部最优等问题，文中针对基本蚁群算法，引入了Adadelta算法，通过基本蚁群算法和Adadelta算法结合，来改变蚂蚁搜索过程中选择下一焊点的概率，增加了随机性. 通过Adadelta算法参数的更新，改善了蚂蚁信息素的更新，并改进了信息素挥发系数ρ，采用自适应的方式来更新信息素. 对改进算法运用MATLAB进行仿真，结果分析得知，文中的改进蚁群算法比基本蚁群算法搜索能力更强，算法效率更高，比基本蚁群算法提前20代左右收敛，有效解决基本蚁群算法的局部最优、收敛速度慢等问题，使搜索结果更优.

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铝合金激光-MIG复合填丝焊稳定性分析

常云峰, 雷振, 王旭友, 杨海锋

焊接学报. 2018, 39(10): 119-123. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390260

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通过与铝合金激光-MIG复合焊方法相对比，主要研究了铝合金激光-MIG复合填丝焊的焊缝成形、熔深稳定性、余高稳定性、焊缝气孔率、激光匙孔特征、等离子体特征. 试验结果表明，在合适的工艺参数条件下，铝合金激光-MIG复合填丝焊焊接过程稳定，焊缝成形良好，额外填入的焊丝可以连续稳定地过渡到熔池中，激光匙孔具有明显的形成、长大、湮灭周期性变化特征；相同工艺参数条件下，铝合金激光-MIG复合填丝焊的焊缝熔深稳定性、余高稳定性与激光-MIG复合焊相当，激光匙孔开口面积约增加15.34%，等离子体+电弧总面积约增加1.95%.

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TIG熔覆原位自生TiC-TiB₂/Fe复合涂层

马宁, 赵迪, 张柯柯, 杨跃, 尹丹青

焊接学报. 2018, 39(10): 124-128. https://doi.org/10.12073/j.hjxb.2018390261

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利用氩弧作为热源，以G302铁基合金粉、FeTi70粉和B₄C粉作为原料粉末，在Q235表面原位生成TiC-TiB₂增强的铁基复合涂层. 采用一系列的分析测试方法对涂层进行了表征，结果表明，氩弧熔覆过程冶金反应充分，熔覆层中生成了TiC，TiB₂和M₇C₃等硬质增强相；熔覆层组织呈现出由母材界面到熔覆层表面硬质相逐渐增多的梯度分布特征. 增加FeTi70和B₄C粉末比例提高了熔覆层硬度，质量比为G302:FeTi70:B₄C=6:3:1时，试样最大硬度达到976 HV0.1，是母材硬度的5倍左右. 在与GCr15钢对磨时，熔覆试样磨损量仅为Q235钢的1/30左右，熔覆层磨损表面基本无塑性变形痕迹，涂层中坚硬的TiC，TiB₂陶瓷相起到阻磨作用.

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2018-10期英文摘要

焊接学报. 2018, 39(10): 129-133.

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2018年, 第39卷, 第10期　
刊出日期：2018-10-25

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