铝-镀锌钢板脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊工艺及接头组织分析 被引量：11

1

作者 石玗 王钊 +2 位作者 黄健康 卢立晖 樊丁 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1-4,113,共4页

提出了脉冲旁路耦合电弧MIG焊(pulsed DE-MIG welding)方法并介绍了其基本原理,针对该方法的特点和控制要求,建立了基于快速原型的脉冲旁路耦合电弧MIG焊试验系统,实现了铝-钢异种金属的连接.对铝-钢接头的组织成分进行分析.结果表明,铝... 提出了脉冲旁路耦合电弧MIG焊(pulsed DE-MIG welding)方法并介绍了其基本原理,针对该方法的特点和控制要求,建立了基于快速原型的脉冲旁路耦合电弧MIG焊试验系统,实现了铝-钢异种金属的连接.对铝-钢接头的组织成分进行分析.结果表明,铝-钢连接处的中间界面区Al和Fe原子扩散比较充分,生成了层状的Fe2Al5Zn0.4三元金属间化合物;焊趾部位存在富锌区,主要由α-Al固溶体和少量β-Zn相组成.同时对搭接接头进行了抗拉剪强度试验,最大强度达到186.73 MPa. 展开更多

关键词 异种金属 脉冲旁路耦合电弧mig焊 中间界面区 富锌区

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铝-钢异种金属脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊界面反应的热力学分析 被引量：3

2

作者 石玗 邵玲 +1 位作者 黄健康 顾玉芬 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期87-90,117-118,共4页

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上进行平板堆焊试验.通过调整焊接参数获得最佳焊接成形,结果表明脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法可以实现铝和铁异种金属材料的连接.采用SEM,EDS等测试手段观察和分析连... 采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上进行平板堆焊试验.通过调整焊接参数获得最佳焊接成形,结果表明脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法可以实现铝和铁异种金属材料的连接.采用SEM,EDS等测试手段观察和分析连接界面区的微观组织,在连接界面区形成Fe2Al5,FeAl3金属间化合物层.通过Thermo-Calc软件对Fe2Al5,FeAl3金属间化合物的吉布斯自由能进行计算,得出在高温Fe2Al5的吉布斯自由能比FeAl3的吉布斯自由能小,在低温FeAl3的吉布斯自由能比Fe2Al5的吉布斯自由能小,说明在焊接过程中Fe2Al5金属间化合物先生成,再在冷却过程中FeAl3金属间化合物生成或析出. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig熔钎焊 铝-钢焊接 金属间化合物

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铝-铜脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊接头组织分析 被引量：1

3

作者 石玗 许瑾 +1 位作者 黄健康 顾玉芬 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第3期6-9,共4页

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法,利用ER4047铝合金焊丝在T2铜板上进行平板堆焊实验,通过调节焊接参数获得良好焊缝成形.利用SEM、EDS和XRD等测试手段对连接界面区的微观组织进行观察和分析.结果表明:在连接界面区从铜侧到铝侧依次... 采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法,利用ER4047铝合金焊丝在T2铜板上进行平板堆焊实验,通过调节焊接参数获得良好焊缝成形.利用SEM、EDS和XRD等测试手段对连接界面区的微观组织进行观察和分析.结果表明:在连接界面区从铜侧到铝侧依次生成条状的Cu9Al4、块状的CuAl2金属间化合物和絮状的α(Al)+θ(CuAl2)共晶体,且金属间化合物层的厚度随着母材热输入的增加而增大,同时块状脆性金属间化合物尺寸变大.对熔钎焊接头进行显微维氏硬度测量,结果显示,铝-铜熔钎焊焊接接头金属间化合物区域显微硬度最高达406.7HV,说明铝-铜熔钎焊连接界面区出现脆硬相. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig熔钎焊 铝-铜异种金属焊接 微观组织 金属间化合物

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脉冲旁路耦合电弧MIG焊一体化专用电源建模及仿真 被引量：1

4

作者 卢立晖 孙伟城 +2 位作者 李磊 辛鹏 石玗 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期1-5,共5页

脉冲旁路耦合电弧MIG焊是一种低能量输入的焊接方法,其普遍采用双电源协同的方式来实现.针对双电源系统结构复杂、协同控制困难的问题,采用一体化专用电源的思想,提出了主弧和旁弧两路脉冲电流使用同一控制系统进行统一协调控制的总体... 脉冲旁路耦合电弧MIG焊是一种低能量输入的焊接方法,其普遍采用双电源协同的方式来实现.针对双电源系统结构复杂、协同控制困难的问题,采用一体化专用电源的思想,提出了主弧和旁弧两路脉冲电流使用同一控制系统进行统一协调控制的总体设计方案.设计了基于三相输入整流滤波、有限双极性全桥逆变、变压及二次整流滤波的主电路,采用模糊自适应整定PID控制算法进行反馈控制.搭建了主电路、控制算法和PWM波生成器的系统整体模型,模拟仿真了脉冲旁路耦合电弧MIG焊主弧和旁弧脉冲电流波形同步相位和交替相位时的情况,仿真结果结果表明,脉冲旁路耦合电弧MIG焊一体化专用焊接电源的设计方案是可行的,能够满足其电流波形匹配的要求. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig焊 一体化电源 MATLAB/Simulink模型

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双丝旁路耦合电弧高效MIG焊方法及控制系统 被引量：10

5

作者 石玗 朱明 +1 位作者 黄健康 张裕明 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期17-20,113-114,共4页

提出了新型双丝旁路耦合电弧MIG高效焊接方法,理论分析证明其有利于高效焊接过程,但焊接试验表明该方法在开环情况下焊接过程极不稳定,焊缝成形差.分析了双丝旁路耦合电弧开环不稳定的原因,提出了双丝旁路耦合电弧MIG焊闭环控制方法,采... 提出了新型双丝旁路耦合电弧MIG高效焊接方法,理论分析证明其有利于高效焊接过程,但焊接试验表明该方法在开环情况下焊接过程极不稳定,焊缝成形差.分析了双丝旁路耦合电弧开环不稳定的原因,提出了双丝旁路耦合电弧MIG焊闭环控制方法,采用基于xPC实时目标机技术建立了双丝旁路耦合电弧控制硬件系统,运用Mat-lab/Simulink工具开发了其控制系统的快速原型.结果表明,模糊控制器的控制效果可以满足稳定焊接的要求.在此基础上进行了高效焊接试验,与传统MIG焊方法相比可大幅提高焊接效率. 展开更多

关键词 双丝旁路耦合电弧mig焊 高效焊接 实时目标机

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旁路耦合电弧MIG焊熔池边缘提取算法 被引量：1

6

作者 薛诚 石玗 +1 位作者 汪海涛 樊丁 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2011年第5期27-31,共5页

对一种新型高效多弧焊接方法——旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)在连续大电流焊接条件下的焊接熔池图像进行被动视觉采集和熔池边缘提取算法研究.为降低熔池周围电弧信号对边缘提取结果的影响,提出一种新的图像预处理算法,并在对比6种微分... 对一种新型高效多弧焊接方法——旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)在连续大电流焊接条件下的焊接熔池图像进行被动视觉采集和熔池边缘提取算法研究.为降低熔池周围电弧信号对边缘提取结果的影响,提出一种新的图像预处理算法,并在对比6种微分算子边缘提取结果的基础上,提出一种新的熔池边缘提取算法.结果表明:新的图像预处理算法可以有效降低边缘提取时熔池周围电弧信号的干扰;新的边缘提取算法在连续大电流焊接条件下,可以得到准确度、连续性和平滑度均符合要求的旁路耦合电弧MIG焊焊接熔池边缘信息. 展开更多

关键词 旁路耦合电弧mig焊 焊接熔池 图像预处理 边缘提取 微分算子

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双丝旁路耦合电弧MIG焊嵌入式控制系统设计及实现 被引量：1

7

作者 樊丁 郭晋昌 +1 位作者 黄健康 石玗 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期1-4,113,共4页

设计并实现了双丝旁路耦合电弧MIG焊嵌入式控制系统,并进行了控制试验.控制系统包括:主控板、送丝控制板和焊接参数显示模块,系统以32位ARM7微控制器LPC2124为基础,可采集并显示焊接参数,控制旁路弧长,控制母材电流.三块电路板之间采用... 设计并实现了双丝旁路耦合电弧MIG焊嵌入式控制系统,并进行了控制试验.控制系统包括:主控板、送丝控制板和焊接参数显示模块,系统以32位ARM7微控制器LPC2124为基础,可采集并显示焊接参数,控制旁路弧长,控制母材电流.三块电路板之间采用基于RS-485接口和Modbus协议的总线结构连接,可进行数字化通信.通过控制试验表明:该嵌入式控制系统可以对旁路电弧和母材电流进行控制,满足双丝旁路耦合电弧MIG焊的控制需求,使得焊接过程稳定进行,并得到成形良好的焊缝. 展开更多

关键词 双丝旁路耦合电弧mig焊 嵌入式系统 控制 MODBUS

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铝合金与镀锌钢脉冲旁路耦合电弧GMAW熔钎焊搭接工艺及接头性能的研究 被引量：1

8

作者 黄健康 邵玲 +1 位作者 石玗 顾玉芬 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期21-26,33,共7页

采用脉冲旁路耦合电弧GMAW熔钎焊方法,以ER4043焊丝为填充材料,实现了铝合金与镀锌钢异种金属的熔钎焊接,得到外观成形良好、变形小的搭接接头。通过SEM、EPMA、EDS、显微硬度计和拉伸实验机对搭接接头的微观组织及力学性能进行了研究... 采用脉冲旁路耦合电弧GMAW熔钎焊方法,以ER4043焊丝为填充材料,实现了铝合金与镀锌钢异种金属的熔钎焊接,得到外观成形良好、变形小的搭接接头。通过SEM、EPMA、EDS、显微硬度计和拉伸实验机对搭接接头的微观组织及力学性能进行了研究。结果表明:在搭接接头界面中心区的铝侧形成针状或锯齿状的FeAl3金属间化合物,而在钢侧形成平齐的Fe2Al5和Fe0.7Al3Si0.3金属间化合物。显微硬度测试分析进一步证明了铝合金与镀锌钢界面中心区由硬度高的金属间化合物组成。搭接接头的平均拉剪强度达到144.85MPa,最高拉剪强度达到186.73MPa,达到了铝合金母材强度的88.5%,且断裂方式为韧性断裂。 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧GMAW焊 异种金属熔钎焊 金属间化合物 显微硬度 力学性能

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嵌入式系统控制双丝旁路耦合电弧MIG焊

9

作者 石玗 王平 +1 位作者 郭晋昌 樊丁 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期5-8,1,共4页

采用嵌入式系统控制双丝旁路耦合电弧MIG焊进行了控制试验,开环状态焊接,主路电弧和旁路电弧的相互影响,旁路弧长不稳定,旁路电流会发生剧烈跳变,使焊接过程不稳定,存在焊接缺陷,焊缝成形差.基于弧压反馈的过程稳定性试验表明,嵌入式系... 采用嵌入式系统控制双丝旁路耦合电弧MIG焊进行了控制试验,开环状态焊接,主路电弧和旁路电弧的相互影响,旁路弧长不稳定,旁路电流会发生剧烈跳变,使焊接过程不稳定,存在焊接缺陷,焊缝成形差.基于弧压反馈的过程稳定性试验表明,嵌入式系统可以实时反馈旁路弧压,调整旁路送丝速度,控制旁路弧长稳定,确保焊接过程稳定;基于电流控制的过程稳定性试验表明,嵌入式系统可实时反馈旁路电流,判断电流变化趋势,对旁路电流进行适时调整,保证母材电流稳定.采用嵌入式控制系统同时控制旁路送丝和旁路电流,可保证焊接过程稳定进行,避免产生焊接缺陷,焊缝成形良好. 展开更多

关键词 嵌入式系统 双丝旁路耦合电弧mig焊 弧压反馈 电流控制

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双弧脉冲MIG焊耦合电弧特性的数值模拟研究 被引量：1

10

作者 卢立晖 郭迎迎 +2 位作者 李双虎 司鹏程 石玗 《材料科学与工艺》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期24-36,共13页

针对双弧脉冲MIG焊热源稳定性差的问题,本文对双弧脉冲MIG焊耦合电弧进行瞬态数值模拟,分析了不同脉冲电流参数下耦合电弧形态、温度和压力的分布及变化规律。研究表明:耦合电弧呈驼峰状,脉冲电流发生跳变时,耦合电弧伸展或收缩,并逐渐... 针对双弧脉冲MIG焊热源稳定性差的问题,本文对双弧脉冲MIG焊耦合电弧进行瞬态数值模拟,分析了不同脉冲电流参数下耦合电弧形态、温度和压力的分布及变化规律。研究表明:耦合电弧呈驼峰状,脉冲电流发生跳变时,耦合电弧伸展或收缩,并逐渐稳定,峰值电流越小,越快达到稳定;增大脉冲电流,耦合电弧温度和电弧压力随之升高;保持总电流不变,减小主弧电流,增大旁弧电流,主弧温度和电弧压力减小,旁弧温度和电弧压力增大,当旁弧电流足够大时,耦合电弧温度和电弧压力呈双峰分布。数值模拟结果与双弧脉冲MIG焊工艺实验结果吻合良好,模拟结果对调控双弧脉冲MIG焊脉冲电流参数,改善其耦合电弧稳定性及工艺性能具有重要意义。 展开更多

关键词 双弧脉冲mig焊 耦合电弧 物理特性 脉冲电流 数值模拟

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铝-镀锌钢板异种金属Pulsed DE-MIG熔钎焊方法研究

11

作者 顾玉芬 邵玲 +1 位作者 石玗 黄健康 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期118-123,共6页

为精确控制焊接热输入,从而控制铝钢异种金属界面区金属间化合物生长,提出一种新型高效低热输入的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(Pulsed DE-MIG)方法,用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上利用平板堆焊实验对工艺参数进行优化.在焊丝总电流保持不变... 为精确控制焊接热输入,从而控制铝钢异种金属界面区金属间化合物生长,提出一种新型高效低热输入的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(Pulsed DE-MIG)方法,用ER5356铝合金焊丝在镀锌钢板上利用平板堆焊实验对工艺参数进行优化.在焊丝总电流保持不变,不同的Pulsed DE-MIG焊接参数下焊接,结果表明随着旁路电流的增大,焊缝宽度显著变小,且焊缝堆高明显变高.采用OM、SEM、EDS等测试手段观察和分析连接界面区的微观组织,发现在连接界面区形成Fe2Al5、FeAl3金属间化合物层,且母材热输入大时,FeAl3析出得多,随着母材热输入的减小,FeAl3析出逐步减少直至FeAl3无析出. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig焊(pulsed DE-mig) 铝-镀锌钢板异种金属焊接 母材热输入 金属间化合物

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铝-钢脉冲DE-GMAW与CMT熔钎焊热循环曲线测试与对比 被引量：2

12

作者 石玗 王钊 +3 位作者 董兵天 卢立晖 黄健康 樊丁 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第4期23-26,共4页

介绍一种新的铝-钢异种金属焊接方法脉冲旁路耦合电弧MIG焊(pulsed DE-GMAW),将该方法应用于铝和镀锌钢板的焊接,得到成型良好的焊缝.采用接触式测量法测量pulsed DE-GMAW法在不同焊接参数下的热循环曲线,并与CMT进行对比分析,结果表明:... 介绍一种新的铝-钢异种金属焊接方法脉冲旁路耦合电弧MIG焊(pulsed DE-GMAW),将该方法应用于铝和镀锌钢板的焊接,得到成型良好的焊缝.采用接触式测量法测量pulsed DE-GMAW法在不同焊接参数下的热循环曲线,并与CMT进行对比分析,结果表明:CMT法通过推拉丝及短路波形控制能减小焊接过程中的热输入;而pulsed DE-GMAW法通过增加旁路电流达到分流的目的,也可以降低输入母材的热量,2种方法的热输入控制效果相当,均能较好实现铝-钢异种金属的焊接. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig焊 CMT 铝-钢 热循环曲线

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脉冲参数对脉冲DE-GMAW熔滴过渡影响的建模及仿真 被引量：1

13

作者 李春凯 朱明 +2 位作者 顾玉芬 石玗 卢立晖 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期6-9 13,共5页

针对铝-钢等现有焊接方法效率低、成本高等缺点,提出了一种低成本、热输入精确可控的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)焊接方法.建立了脉冲旁路耦合电弧MIG焊数学模型,从焊丝熔化模型和电磁不稳定收缩模型仿真研究脉冲参数对熔滴过渡的... 针对铝-钢等现有焊接方法效率低、成本高等缺点,提出了一种低成本、热输入精确可控的脉冲旁路耦合电弧MIG焊(DE-GMAW)焊接方法.建立了脉冲旁路耦合电弧MIG焊数学模型,从焊丝熔化模型和电磁不稳定收缩模型仿真研究脉冲参数对熔滴过渡的影响规律.结果表明:在脉冲旁路耦合电弧MIG焊过程中,在主路平均电流和旁路平均电流不变的情况下,随着主路或旁路峰值电流的增大、脉冲占空比的变大,熔滴过渡频率会变大,更有利于脉冲旁路耦合电弧MIG焊熔滴的过渡,而且峰值电流对熔滴过渡的影响力要大于脉冲占空比. 展开更多

关键词 脉冲旁路耦合电弧mig焊 熔滴过渡 脉冲参数

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焊丝成分对铝-铜异种金属熔钎焊接头钎焊界面组织与接头力学性能的影响 被引量：1

14

作者 石玗 周相龙 +2 位作者 朱明 顾玉芬 樊丁 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期61-64,共4页

采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法对1060纯铝和T2紫铜进行了对接焊,选用ER1100、ER5356、ER4043和ER4047四种焊丝为填充材料,研究了焊丝成分对焊接接头微观组织、金属间化合物层的厚度以及力学性能的影响规律。结果表明:4种焊丝的焊... 采用脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊方法对1060纯铝和T2紫铜进行了对接焊,选用ER1100、ER5356、ER4043和ER4047四种焊丝为填充材料,研究了焊丝成分对焊接接头微观组织、金属间化合物层的厚度以及力学性能的影响规律。结果表明:4种焊丝的焊接接头均由铝侧熔合区、焊缝区和铜侧钎焊区组成,其中铜侧钎焊区又可细分为金属间化合物层区和Al-Cu共晶区两部分。焊丝中Si元素的加入可以起到阻碍铝铜原子互扩散、抑制铝铜金属间化合物生长、提高焊缝显微硬度以及抗拉强度等作用;而加入Mg元素,其效果不明显。 展开更多

关键词 异种金属 脉冲旁路耦合电弧 mig 熔钎焊 焊丝 金属间化合物 力学性能

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铝/铜异种金属熔钎焊接头微观组织与力学性能 被引量：10

15

作者 周相龙 石玗 +1 位作者 朱明 顾玉芬 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期59-62,共4页

采用ER5356铝镁焊丝对1060纯铝与T2紫铜进行了脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊,并对接头宏观形貌、微观组织及力学性能进行了分析.结果表明,在合适的焊接工艺参数下,可以获得成形美观、连续均匀、无缺陷的铝/铜异种金属接头.焊接接头从铜侧... 采用ER5356铝镁焊丝对1060纯铝与T2紫铜进行了脉冲旁路耦合电弧MIG熔钎焊,并对接头宏观形貌、微观组织及力学性能进行了分析.结果表明,在合适的焊接工艺参数下,可以获得成形美观、连续均匀、无缺陷的铝/铜异种金属接头.焊接接头从铜侧以金属间化合物层、Al-Cu共晶体向焊缝过渡,金属间化合物主要由脆硬的Al_2Cu相组成,而焊缝区主要由先析出的α(Al)固溶体以及从其晶界上析出的网状(Al)+S(Al_2Cu Mg)/θ(Al_2Cu)共晶组织组成.随着焊接热输入的增加,金属间化合物层厚度明显增大,而焊接接头拉伸载荷先升高后下降,这与焊缝在铜母材上润湿铺展有关.接头拉伸时,主要在铝母材热影响区和焊缝与铜母材界面处发生断裂. 展开更多

关键词 异种金属 脉冲旁路耦合电弧mig熔钎焊 金属间化合物 拉伸载荷

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