一、CO_2气体保护的激光焊接12mm厚低碳钢板（论文文献综述）
钟世杰,魏昕,龚郡,汪永超[1]（2021）在《中厚板低碳钢激光深熔焊接气孔形成特征研究》文中研究指明为了研究熔透和未熔透两种状态下低碳钢气孔形成特征,试验控制保护气种类与表面氧化物两个条件,采用激光功率3 100 W、焊接速度10 mm/s,分别对6 mm和8 mm厚的低碳钢进行平板对接焊,观察焊缝纵断面气孔分布,使用电子显微镜观察其形貌及EDS分析孔壁元素,并讨论气孔产生的原因。另外,还设计熔透性试验,研究激光功率以及焊接速度对气孔的影响。结果表明:熔透状态的焊缝形成气孔数、气孔率远远小于未熔透状态的;CO2保护气以及表面氧化物在焊接过程中都有抑制气孔产生的作用;未熔透状态下出现较多的工艺类气孔与冶金类气孔,熔透状态下焊缝形成的气孔则以圆形H2孔为主,其中冶金类气孔的内壁与焊缝附近元素含量相差较大,主要由于熔池内发生了冶金反应导致。进一步的熔透性试验表明:激光功率越大,气孔数越少,气孔率先减小后增加;随着焊接速度的增加,气孔数增加,但气孔率呈现先降低后增加的趋势。
钟世杰[2]（2021）在《中厚板低碳钢激光深熔焊接工艺及气孔形成机理研究》文中认为低碳钢由于其良好的机械性能,广泛应用于工业生产中,并随着激光技术的发展,低碳钢在激光焊接领域也得到普及。由于中厚板焊接机制较为复杂,焊缝容易产生飞溅、凹坑、气孔等缺陷,严重影响焊接质量;而对于厚板低碳钢,气孔缺陷最为明显,减小了焊缝有效工作面积,导致应力集中,大大降低产品质量与性能。因此深入研究中厚板低碳钢激光深熔焊接工艺特性和气孔形成机理及特征具有重要的理论意义,并对碳钢工业化焊接生产有一定的科学意义。本文以Q235低碳钢为研究对象,研究了中厚板激光深熔焊接工艺特性、接头显微组织及其力学性能,并深入分析焊缝中气孔形成机理及特征,取到较好抑制气孔的方法和焊接工艺参数,获得良好的焊接效果与质量。首先根据实验中激光深熔焊接得到的“I”型横截面形貌,建立3D高斯热源理论模型,并通过Sysweld仿真软件计算得到温度场分布及热力循环曲线,分析温度场与气孔形成及接头微观组织之间的联系。其次设计低碳钢气孔形成机理探索实验,研究熔透与未熔透状态下保护气种类及表面氧化物对气孔形成的影响,观察焊缝纵断面气孔的情况,通过EDS测量气孔壁及周边焊缝的元素分布,得到以下结果:冶金型气孔主要是H2型气孔和CO型气孔,其中H2型气孔呈圆孔形态,孔壁内壁粗糙,深度较浅,O元素含量较多,C元素含量几乎没有;CO型气孔呈条虫形态,孔壁较深,且C、O元素含量较多,存在碳偏析出现象。小孔型气孔形状不规则,其内壁褶皱较多,存在金属冲刷的痕迹。CO2保护气有效抑制气孔产生;表面氧化物可增强激光吸收作用,熔池流动剧烈,利于气泡逃逸,也可达到较大的熔深。熔透状态形成气孔的机率较小,主要由于气泡可从熔池上下方进行逃逸。采用单因素实验方法研究了焊接工艺参数对低碳钢气孔形成规律、焊缝成形的影响,结果表明:激光功率越大,气孔数越少,气孔率先减小后增大;随着速度的增加,气孔数增加,但气孔率呈现先降低后增大的趋势;离焦量从负离焦-4mm到正离焦+4mm,气孔数整体呈现“V”型分布,气孔率呈现上升趋势。若焊接参数不合适,容易造成焊缝表面出现成形不均匀、飞溅、凹坑及驼峰等缺陷。另外,由于焊接工艺参数的不同,造成线能量的不同,形成了“X”型、“I”型、“圆锥形”及“椭圆形”的横截面形貌,依次代表着过渡熔透、适度熔透以及仅熔透三种不同状态。最后得出,在功率为3100W、速度为10mm/s、离焦量为0mm/s的条件下,气孔倾向低,焊缝表面成形良好,焊接效果最好。实验还建立了接头不同区域的显微组织及显微硬度之间的联系:等轴晶由多边形的先共析铁素体组成;焊缝边缘处的柱状晶,由平行的先共析铁素体组成;热影响区主要由针状铁素体、贝氏体与马氏体组成。铁素体含量越多的区域,硬度越低,马氏体与贝氏体含量较高的区域硬度就越高,接头整体显微硬度呈现“M”形分布。焊缝强度较高,发现只有速度组中20mm/s对应的拉伸样件断裂处发生在焊缝区,强度为310Mpa,而其他参数下的样件断裂处均发生在母材区,强度接近母材。
庞丰宇[3]（2021）在《管线钢中厚板激光诱导电弧全位置焊接工艺与性能》文中指出伴随着我国经济的飞速发展、石油的需求日益增加,安全高效运输石油天然气愈发重要。管道运输是一种石油天然气运输的经济方式,目前已经成为我国第五大运输业。为了提高输送效率,石油运输管道正不断朝着更大口径、厚壁的方向发展。在长输管线工程建设中,焊接效率与焊接质量是工程建设的关键环节,直接影响施工效率以及管道后期的安全可靠运行。目前管道施工焊接主要采用手工电弧焊和双面自动焊方法,前者存在着质量稳定性差、效率低、对操作者经验依赖程度高等问题,后者则成本高导致普及程度仍较低。低能耗激光诱导MAG电弧焊接技术是一种以电弧为主、激光辅助的新型复合焊接技术,采用平均功率为500W左右的脉冲激光诱导增强电弧,进而提高电弧能量密度,在较小的热输入条件下获得良好的焊接效果,具有绿色节能、工艺适应性强、成形成性精确可控等优势。本文在国家重点研发计划支持下,将激光诱导复合焊接技术引入到管道全位置焊接中,重点开展管线钢全位置单面焊双面成型自动化焊接工艺、性能及示范应用研究。本文采用脉冲激光诱导MAG电弧复合热源分别对16mm厚X65、20mm厚X80管线钢进行全位置单面焊双面自由成形及受力分析研究。试验结果表明:熔池主要受到电弧压力、重力、表面张力、熔池壁对熔池的粘附力及激光的烧蚀压力共同作用。焊接热输入是影响全位置打底焊内凹缺陷产生的主要原因。热输入的增加使得熔池体积增大,熔池所受重力增大,流动趋势增强,导致打底焊内凹缺陷变大。90°、180°位置对热输入较为敏感,135°对热输入参数最为敏感,临界热输入值最低。通过调控焊接电流、焊接速度以及焊枪角度匹配,可促进熔池受力平衡并减弱熔池流动,激光对于电弧的诱导作用使得单道熔深达到5mm以上的同时获得良好背部成形。X65和X80管线钢分别采用五层五道和六层六道分段焊接工艺,通过综合调控焊接速度、摆动频率、摆动宽度以及两边停留时间实现管道全位置焊接各角度打底、填充、盖面的良好成型。各项力学性能测试表明,X65、X80管线钢均断裂在母材区,抗拉强度与母材相当,冲击韧性均达到标准。最后在实验室研究基础上,搭建大庆石油管道局生产一线管道全位置焊接实验平台,并对现场焊接问题提供技术支持,完成现场设备安装调试,成功实现现场应用。
王志鹏[4]（2021）在《Q355C激光-MAG复合焊接工艺及接头性能研究》文中研究表明海上风电作为一种新型可再生能源开发和利用的重大领域,凭借着其独特的优势,推动着我国低碳经济的发展。低合金高强钢Q355C具有高强度、高塑形、高韧性等特点,是目前用于海上风电塔筒的最常用钢之一。国内海上风电塔筒的焊接通常采用埋弧焊、CO2气体保护焊等方法,存在焊接效率低、焊接成型质量差等问题,制约着国内海上风电装备制造业的发展。激光-电弧复合焊接是一种新型、优质的焊接方法,能够充分发挥激光热源和电弧热源两种焊接热源的优点,凭借着其更高的生产效率、优异的间隙桥接性能、更好的工艺稳定性,在中厚板焊接中具有明显优势。因此激光-电弧复合焊接技术在海上风电领域具有广阔的应用前景。本文采用万瓦级激光-MAG复合焊接技术对25mm厚低合金高强钢Q355C进行平板堆焊试验,采用单因素变量法研究了不同焊接工艺参数（光丝间距、送丝速度、离焦量、激光功率、焊接速度和热源顺序）对焊缝成型及熔透能力的影响规律,并优化工艺参数。在平板堆焊研究基础上进行平板对接焊试验,采用开“Y”型坡口的方式,在最佳工艺参数下,完成了25mm厚低合金高强钢Q355C平板对接焊单道一次穿透焊接,焊缝成型良好且无缺陷。最佳工艺参数如下:光丝间距3mm,送丝速度11.5m/min,离焦量-10mm,激光功率23k W,焊接速度0.9m/min。对焊接接头不同区域进行微观组织观察分析,结果表明,激光-MAG复合焊接头电弧作用区和激光作用区的焊缝组织由针状铁素体和珠光体组成。焊接接头电弧作用区和激光作用区的热影响区中粗晶区组织由粗大的板条马氏体组成,由于电弧作用区受热大且冷却慢,电弧作用区粗晶区板条马氏体比激光作用区板条马氏体更粗大。焊缝区显微硬度低于热影响区的,高于母材的。由于激光作用区的晶粒更细小,激光作用区的焊缝金属显微硬度高于电弧作用区的。复合焊接头室温下平均抗拉强度为522MPa,平均屈服强度为366MPa,拉伸试样断裂均发生在母材上。弯曲试验对焊接接头进行180°横向侧弯,均未出现裂纹,弯曲性能良好。焊接接头在0℃条件下具有良好的冲击韧性,焊缝、热影响区、母材平均冲击吸收功分别为51J、46J、53J,均达到标准规定,且焊缝冲击试样属于韧性断裂。研究结果为激光-MAG复合焊在海上风电领域塔筒中厚板焊接提供了试验依据和理论基础。
王继明[5]（2020）在《5A06铝合金厚板超高功率真空激光焊接特性研究》文中进行了进一步梳理随着工业的发展,核电船舶,石油化工等领域对高性能厚板及中厚板结构的需求和焊接质量的要求越来越高,实现大型厚壁结构件的可靠连接对工业的发展和社会的进步都有重要的意义。真空激光焊接方法使得焊缝熔深显着增加,抑制焊缝中缺陷,抑制羽辉,提高焊接过程的稳定性。但目前对真空激光焊接的研究,激光功率通常在10k W以下。当入射激光功率超过10k W,甚至达到30k W时,系统的研究还较少。本文以5A06铝合金为研究对象,对超高功率真空激光焊接特性进行研究。首先研究超高功率真空激光焊接工艺特性,分析真空度、焊接速度等变量对焊缝成形的影响。研究发现超高功率真空激光焊接在高真空度下可以获得焊缝表面成形良好,几乎没有缺陷的超深焊缝。离焦量对焊缝成形有影响很大,在选取不恰当的离焦量时,焊缝表面出现大量驼峰,不同功率下的最优离焦量不同。随着真空度的提高,焊缝中气孔明显被抑制,当真空度达到10 Pa时,焊缝中几乎观察不到气孔的存在,并获得了超高功率真空激光焊接工艺窗口。从焊缝熔深变化的角度,确定了铝合金超高功率真空激光焊接的熔深突变真空度为104 Pa,此时焊缝气孔率相对较高,但仍满足特定情况下的标准。分析不同真空度下羽辉特性,并研究其对能量传输的影响。研究发现随着真空度的不断升高,羽辉的平均灰度,高度,面积的平均值和标准差均下降,这说明了真空环境可以明显抑制焊接过程中的羽辉行为,提高焊接过程的稳定性,建立了羽辉灰度,高度,面积与真空度的线性关系。真空度的增加使得羽辉光谱谱线强度、电子温度,电子密度明显下降。当真空度从2.5×104Pa降低到103Pa时,羽辉温度由6500 K降低至5100 K,羽辉电子密度由4.103×1017 cm-3降低到2.448×1017 cm-3。羽辉对入射激光的折射作用使得有效光斑面积增加,但不对入射激光的能量产生消耗。当真空度从5×104 Pa升高到10 Pa时,探测激光光斑中心平均偏转角从1.19 mrad降低到0.097 mrad;光斑有效面积从9.94mm2降低至6.01 mm2。相较于降低激光功率,提高焊接过程中的真空度对焊接过程中的稳定性的影响明显更有效。结合前文的工艺试验及焊接过程分析,优化焊接参数,获得了单道104mm无缺陷的5A06铝合金超大熔深焊缝,焊缝整体呈细长纺锤形。实现了130mm厚5A06铝合金对接接头的双侧激光焊接。接头成形良好,缺陷极少。双面焊的焊缝缝最低抗拉强度可达母材的95%,中部搭接区域具有更高的强度和硬度,与该区域Mg元素含量相对较高有关。相较于晶粒尺寸,焊缝性能受Mg元素含量的影响更加明显。上述对超高功率真空激光焊接焊接方法的工艺特性、羽辉特征及其对能量传输的影响的研究分析与130mm厚5A06铝合金双侧对接接头的焊接,为超高功率真空激光焊接特性的进一步研究提供了更坚实的理论依据,为大厚度结构件的焊接提供了新思路,使得大厚度结构件的更高效焊接成为可能。为局部真空焊接设备的开发和应用提供了理论依据。
王春草[6]（2020）在《磁光成像焊缝显微组织与缺陷检测研究》文中提出激光焊接在船舶、管道运输等行业应用越来越多。由于焊接时有其他外在条件的影响,焊接质量不能保证良好,对工业造成危害,因此需要对焊后焊缝进行质量检测,避免产生缺陷导致桥梁坍塌、管道爆炸等事故。而学术研究中磁光成像检测方法应用越来越多。本论文研究的重点是基于法拉第磁旋光原理,应用磁光成像方法,从微观的角度研究了焊缝显微组织磁光成像特征,分析了铁磁性材料显微组织特征与磁光成像规律之间的关系。在此研究基础上,利用焊缝显微组织与磁光成像之间的关系,进一步研究了不同板厚缺陷的磁光成像检测效果,为提升工业检测效率打下基础。首先采用低碳钢平板对接焊,对比了激光焊接试验参数下的焊接成形差异,研究了焊缝显微组织磁光成像规律,将焊缝显微组织磁光图像与扫描电镜图像对比,分析剩磁场下焊接接头不同区域的显微组织磁光成像差异和晶粒组成及特征。结果表明在剩磁场下磁光图像中焊件焊缝可以分为熔合区、热影响区和母材区,这三个区域晶粒的大小、形态等特征不同,剩磁场下焊缝的磁光图颜色、亮度及灰度值反映了焊缝的成形质量;将I1,I2,I3、Br1,Br2,Br3、S1,S2,S3分别表示三个不同区域的光强、剩余磁场强度、晶粒大小,结果表明I1<I2<I3,Br1>Br2>Br3,S1<S2<S3,即随着焊缝不同区域晶粒的减小,磁光图像亮度越暗。研究结果表明,根据焊缝显微组织特征的差异可以将焊缝可以分为三个区域,这三个区域的显微组织有较大的差异,对磁光成像有不同的影响,利用焊缝显微组织与磁光成像之间的关系,对不同板厚的缺陷进行磁光成像检测。对五组不同板厚的低碳钢平板对接激光焊,采集交变磁场下不同板厚缺陷的磁光图像,分别对每组磁光图的第二帧图像进行灰度变换和滤波去噪,提取其感兴趣行灰度曲线或三维灰度曲面进行分析,进行图像均衡化后获取幅度谱图和相位谱图光图,对其频域特征进行分析。结果表明交变磁场下,磁光图像中缺陷处同样存在三个不同区域,且随着工件厚度的增加,磁光图像对比度减小,缺陷形状越模糊,亮度越弱。
陈亮[7]（2020）在《油气管道激光-MAG复合全位置焊接技术研究》文中认为油气管道肩负着石油、天然气等化石能源的输送重任,已成为我国第五大运输业。其中焊接作为管道建设中最重要的工作,它与整个工程的建设成本和工程质量紧密相关。目前,管道焊接仍主要采用电弧焊,无法进一步增加焊接速度、提高焊接效率,研究新一代高效、安全、低成本的焊接技术已成为管道施工中急需解决的问题。激光-电弧复合焊接由于兼具了单激光焊与单电弧焊的优势、且弥补了各自不足,已广泛应用于船舶制造、汽车工业、工程机械及铁路机车等行业,在管道领域也展现出极大的应用潜力,国内外研究机构相继开展了激光-电弧复合全位置焊接研究。但由于大功率激光-电弧复合焊接以激光焊为主,仍需进一步验证其对复杂环境的适应性及可靠性。本论文提出采用一种低功率高峰值脉冲激光诱导并增强电弧的复合热源,它的主要优势是与电弧焊相比,能够提高焊接效率、焊接质量及自动化水平;与大功率激光-MAG电弧复合焊相比,具有成本低、适应性好,易于满足现场实际焊接要求。因此,开展以提高焊接效率、节约能源为目的的低功率激光-MAG复合全位置焊接技术研究具有重要的理论与实际意义。本文采用激光-MAG复合热源,分别进行了5mm厚E36高强钢仰焊及12mm厚X52管线钢全位置焊接的研究。5mm厚E36高强钢的仰焊单面焊双面自由成形对比试验表明,激光-MAG复合热源实现对接仰焊全熔透的热输入仅为单MAG电弧的71%,因此获得的焊接接头焊缝区及热影响区过热区的晶粒更加细小。受力分析表明,重力是影响仰焊接头成形的重要因素,复合热源能有效减小熔池体积而降低重力,从而抑制仰焊接头背面内凹及正面“起脊”缺陷的产生并增大焊接参数适应区间。当激光功率480W,离焦量0mm,光丝间距2mm,对接间隙1mm时,焊接速度介于650mm/min850 mm/min、电弧电流介于180A220A,均能获得成形良好的仰焊对接焊接接头。12mm厚X52管线钢激光-MAG复合全位置焊接采用三层三道分段焊工艺,通过合理的控制焊接工艺参数及摆动工艺参数,最终实现了管道全位置各焊接区域打底、填充及盖面各层焊缝的良好成形。在焊接热循环的作用下,自焊缝填充层到焊缝打底层,焊接接头大部分区域的晶粒逐渐细化。热影响区过热区易产生过多魏氏组织而使力学性能变差。焊接接头的硬度测试表明,过热区硬度>焊缝区硬度>完全重结晶区硬度>不完全重结晶区硬度>母材区硬度,且打底层过热区与焊缝区的硬度明显高于盖面层相应区域的硬度。各项力学性能测试表明,不同位置的焊接接头的抗拉强度以及冲击吸收功都达到标准,且45°斜坡焊接头面弯和背弯试样均无任何裂纹的产生。
许轲[8]（2020）在《中厚板BG890QL高强钢激光-电弧复合焊焊缝成形及断裂行为研究》文中提出BG890QL低合金高强钢具有强度高,低温韧性好等特点,成功应用于工程机械领域。然而,常规电弧焊接方法导致中厚板BG890QL焊接效率较低,为了提高BG890QL低合金高强钢中厚板的焊接效率,论文采用激光-电弧复合焊接方法,研究激光电弧复合焊接工艺参数对焊缝成形的影响规律,同时开展焊接接头常规力学性能及断裂力学行为研究。本研究阐明高梯度组织接头对裂纹扩展驱动力的影响机理,厘清激光电弧复合焊接接头各区断裂抗力与组织、区域宽度的内在关系,为BG890QL中厚板复合焊接接头服役提供试验数据及技术支撑。首先,研究了电弧激光复合热源工艺参数对BG890QL钢板焊缝成形的影响,并探讨了坡口形式对接头熔透行为的影响机理。试验研究发现,基于激光-电弧双热源耦合作用,复合焊过程中在激光引导且光丝间距为4mm时,得到表面成形较好,内部无明显缺陷产生的焊接接头,此时焊缝熔深约为10mm左右。提出了开双面坡口的复合焊方法,提高了背部焊缝熔透性及正面焊缝成形质量,有效抑制了背部焊瘤等缺陷,实现了16mm厚BG890QL中厚板激光复合焊焊缝双面成形控制。基于高速摄影观察,分析了激光与电弧等离子体在坡口中的耦合行为,发现当光丝间距为2mm时,电弧和激光等离子体出现强烈耦合,导致熔池波动剧烈,飞溅增多,焊缝表面成形较差;当光丝间距为4mm时,激光和电弧等离子体出现弱耦合现象,等离子体面积较大,亮度较弱,随着坡口内熔池液面升高,电弧和激光耦合作用进一步减弱,激光焊的熔深优势和电弧焊的填充能力均得到充分体现,从而获得了较好的熔深和焊缝表面成形。激光打底焊接时,采用背部开倒V型坡口,获得良好的背部成形,这是由于倒V型坡口的引入,使得高温流体沿坡口侧壁铺展并冷却,有效抑制了熔池金属下淌,从而避免了焊瘤的形成。其次,对复合焊接接头的微观组织进行系统地表征与分析,阐明了显微组织对冲击韧性的影响机制。激光电弧复合焊焊缝顶部为等轴晶,两侧由柱状晶组成,其微观组织主要为板条马氏体和粒状贝氏体;激光电弧复合焊接过程冷却速度较快,致使焊缝组织淬硬,其硬度高于母材,约为410HV1。热影响区分为粗晶区、细晶区、两相区和过回火区,其组织主要由回火马氏体组成;热影响区内最低的显微硬度约为350HV1,其位于两相区和过回火区的交界处附近;粗晶区由于晶粒粗大且含有过饱和马氏体,导致硬度最高达435HV1。焊缝和热影响区均析出了Fe3C相,且焊缝区的Fe3C相尺寸大于热影响区,约为350nm。热影响区在室温和低温下的冲击功均高于焊缝,分别为147J和66.5J,这是由于裂纹扩展过程中受到硬度较低的两相区、过回火区和母材的拘束,加之基体中块状马氏体的存在促进裂纹偏折,裂纹扩展难度增大。同时,热影响区中含有较多稳定的小角度晶界和Σ3晶界（约为8%）,使得其抵抗裂纹扩展的能力增加,冲击韧性得到提高。焊缝冲击韧性低于热影响区,这是由于焊缝中含有马氏体和粒状贝氏体组织,相界处应变集中程度较高,加之焊缝中Fe3C相尺寸较大,并存在较多不稳定的大角度晶界（约为66%）,致使微孔洞易于形核,因此焊缝具有较强的裂纹萌生倾向。同时,焊缝晶粒取向相对复杂,各向异性程度较大,易于形成严重的应变集中,导致裂纹扩展抗力降低。最后,研究了复合焊焊接接头各部位的断裂韧性及断裂驱动力,探究了接头各区域的抗断裂能力。采用Weibull应力表征脆性裂纹的断裂驱动力,计算结果表明:弧焊接头焊缝的裂纹扩展驱动力为2241MPa,激光焊缝裂纹扩展驱动力高于弧焊焊缝144MPa（6.4%）,复合焊缝的裂纹扩展驱动力高于弧焊焊缝62MPa（2.8%）,说明弧焊焊缝抗断裂能力最强,与断裂韧性试验测量结果规律一致。屏蔽效应提高了激光与复合焊缝的抗裂纹扩展能力。在焊接接头中激光焊缝获得的屏蔽效应最高为126MPa,其次是复合焊焊缝77MPa。在该屏蔽效应下,使得激光与复合焊缝的裂纹扩展驱动力得到了明显降低。此外,激光焊接接头中热影响区的裂纹扩展驱动力为2037MPa,与复合焊热影响区相当,略低弧焊热影响区。表明激光焊和复合焊超窄的热影响区（<1mm）提高了其抗裂纹扩展能力及断裂韧性。
肖磊[9]（2020）在《磁控高效GMAW电弧—熔滴耦合行为研究》文中研究说明针对焊接生产中应用广泛的GMAW（Gas Metal Arc Welding）方法,增大焊接电流能够大幅提高其焊接效率,但是不稳定的熔滴旋转射流过渡阻碍了大电流GMAW在工业生产中的应用。为了改善大电流GMAW熔滴过渡行为,采用外加交变轴向磁场的方式引入外加电磁力,使其作用在焊接电弧和液流束上,提高电弧挺度并控制液流束旋转偏角,从而达到控制焊接飞溅和改善焊缝成形的目的。由于适用于GMAW的试验检测手段非常有限,直接测量熔滴和电弧中的电流密度、电磁力等关键参数非常困难,而这些参数对于研究大电流GMAW熔滴旋转射流过渡机理以及电弧-熔滴耦合行为至关重要。本课题将基于磁流体动力学的数值模拟方法与高速摄像试验手段相结合,对复杂的焊接物理过程进行适当简化,求解质量、动量、能量、金属蒸气组分输运方程,获得包括焊丝、熔滴和电弧在内的整个计算域中的温度场、流场、电场、压力场等结果,并在此基础上考虑外加磁场,研究了外加不同频率轴向磁场对大电流GMAW电弧和熔滴过渡行为的影响,为磁控高效GMAW工艺开发与应用提供理论基础。对传统GMAW焊机进行改造,改造后的送丝速度可达50m/min,达到常规送丝速度的2倍以上,最大焊接电流超过600A。设计了结构与装配简便的磁控装置,试验测量并计算了励磁线圈在电弧区域激发磁场的分布与强度特征,还研究了励磁电流大小、频率对磁感应强度的影响。采用带铁芯的励磁线圈能够有效提高电弧区域的外加轴向磁场的磁感应强度。由于存在涡流效应,相同励磁电流下,磁场频率越高,磁感应强度越小。对于本研究中使用的120匝带铁芯的励磁线圈而言,当励磁电流为10A,交变频率为500Hz时,电弧区外加轴向磁场的磁感应强度能够达到0.01T。研究了焊接电流、干伸长、焊接电压和保护气体对GMAW焊丝熔化速率的影响规律,总结得到了大电流GMAW焊丝熔化速率经验公式。借助高速摄像系统研究了焊接电压50V,干伸长30mm,不同焊接电流下大电流MIG（Metal Inert Gas）/MAG（Metal Active Gas）焊熔滴过渡行为,发现纯氩保护气氛下的大电流MIG焊熔滴过渡为单一的旋转射流过渡形式,随着送丝速度的不断增大,液流束旋转偏角逐渐增大到55°左右,旋转频率逐渐从700Hz减小到500Hz。当往保护气中混入20%CO2后,大电流MAG焊接过程中除了旋转射流过渡外还会出现摆动射流过渡,摆动时偏角能够达到90°,随着送丝速度的不断增大,旋转/摆动频率从开始的400Hz逐渐增大,当送丝速度达到40m/min,部分电弧潜入母材,液流束旋转/摆动频率能够达到500Hz。在大电流GMAW熔滴过渡行为研究的基础上,外加不同频率的轴向磁场后发现焊接电弧均有不同程度收缩,液流束的旋转运动方式与外加磁场频率有关:外加直流磁场使液流束旋转偏角增大;外加低频100Hz磁场能够周期性改变液流束的旋转方向,其变换频率与外加磁场频率一致,液流束最大旋转偏角在旋转方向改变时明显减小;提高磁场频率到200Hz,液流束不再改变旋转方向,而是改为一半周期内旋转被抑制,最大旋转偏角减小,另一半周期内旋转被加强,最大旋转偏角增大;外加高频500Hz磁场后,存在电弧收缩现象的同时,液流束旋转方向不再改变,也不存在旋转加强和抑制周期。考虑熔滴/液流束金属中的主要作用力,借助VOF（Volume of Fluid）方法,建立了适用于GMAW熔滴滴状过渡、射流过渡和旋转射流过渡的熔滴过渡数值模型。对比分析了不同焊接电流下液态金属的受力和流动情况,还通过改变电弧区域电导率,近似表征大电流MIG/MAG焊电弧导电行为,研究了MIG焊熔滴旋转射流过渡形成机理,并指出了混合气体保护下MAG焊熔滴摆动射流过渡形成的原因。分析认为,电磁收缩力的不平衡是导致液流束旋转和摆动的主要原因,当非平衡电磁收缩合力较小时液流束旋转,旋转时液流束中呈螺旋结构的电流能够感应产生轴向磁场来维持液流束的旋转运动,当非平衡电磁收缩合力较大时液流束摆动,摆动时具有弯曲结构的电流能够感应产生横向磁场维持液流束的摆动运动。为了研究外加磁场对焊接电弧的影响,单独建立了GTAW（Gas Tungsten Arc Welding）和不考虑熔滴的GMAW电弧数学物理模型,对比分析了外加直流轴向磁场前后的电弧行为、电弧收缩机理和金属蒸气传输行为。外加直流轴向磁场与径向电流相作用产生环向电磁力,焊接电弧在这一附加力的作用下旋转,形成内外压力差导致电弧收缩。对于GMAW而言,无论是外加直流轴向磁场还是金属蒸气辐射行为都会导致电弧中心温度降低。将前面建立的基于VOF方法的GMAW熔滴过渡模型与电弧模型相结合,建立了统一的GMAW电弧-熔滴耦合模型。研究了滴状过渡、射流过渡和旋转射流过渡时的电弧-熔滴耦合行为和金属蒸气行为,以及外加轴向磁场对熔滴过渡行为的影响。结果表明,达到旋转射流过渡临界电流后,液流束开始旋转,尽管焊接电流增大了50A,熔滴最高温度以及电弧最大速度都低于射流过渡时的最大值。不同频率的外加轴向磁场对大电流GMAW熔滴过渡行为影响的数值模拟结果与试验结果吻合良好,其中外加交变轴向磁场作用下的电弧收缩以及液流束周期性旋转被抑制是磁控高效GMAW应用的基础。
史丽婷[10]（2019）在《新型铝-铝和铝-钢电阻点焊接头疲劳与断裂性能研究》文中研究说明面对环境保护及节能降耗的要求日趋紧迫,铝合金和钢材的混合使用成为汽车车身结构轻量化的有效解决方案。由于铝合金熔点低、导热系数和电导率高以及表面极易形成氧化膜,不易于电阻点焊。同时,在铝-钢的电阻点焊中,铝合金和钢的传热和导电性能差异大,且在铝-钢界面形成金属间化合物,对接头的机械性能产生不利影响。本文利用创新开发的多环圆顶（Multi-Ring Domed,MRD）电极及焊接工艺焊接得到多种组合的铝-铝和铝-钢电阻点焊接头,系统研究了铝-铝和铝-钢电阻点焊接头的疲劳与断裂性能。首先,采用多环圆顶电极首次得到满足美国焊接学会标准静载强度要求的0.8mm厚的铝合金薄板电阻点焊接头。利用改进的剪切试验,得到铝-铝点焊接头熔核及热影响区的拉伸应力应变关系曲线。以上结果作为本文研究的基准,与铝-钢电阻点焊接头性能作对比。铝-钢电阻点焊接头界面由Fe Al3和Fe2Al5两层化合物构成。开发了直接测量金属间化合物剪切强度的微型剪切试验。结果表明利用对称多环圆顶电极有效促进铝-钢界面金属间化合物均匀分布,当金属间化合物厚度小于2μm时,可获得满意的强度。推导了考虑熔核和热影响区材料的不同性能的铝-铝和铝-钢电阻点焊接头临界熔核直径计算公式并成功预测了铝-铝和铝-钢电阻点焊接头断裂形式。撕裂式试验件拉伸试验表明金属间化合物中剪切应力是界面断裂的主导因素,减小铝钢厚度比可避免界面断裂。研究了铝-钢电阻点焊接头试验件构型、钢板涂层类型,熔核直径、缺口根部角度及钢板厚度对点焊接头疲劳性能的影响。采用数字图像相关测试及有限元分析,发现相对于铝-铝点焊接头,铝-钢点焊接头铝侧熔核最大主应变更小,且随钢板厚度增加进一步减小。利用新开发的改进型撕裂式试验件实现对铝-钢点焊接头疲劳裂纹扩展的原位观测,揭示了疲劳失效机理。采用铝侧熔核最大主应变,获得了不同材料与厚度组合的铝-铝和铝-钢疲劳寿命归一化主曲线,结果优于结构应力法。
二、CO_2气体保护的激光焊接12mm厚低碳钢板（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、CO_2气体保护的激光焊接12mm厚低碳钢板（论文提纲范文）
（1）中厚板低碳钢激光深熔焊接气孔形成特征研究（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 试验材料与方法 |
| 2 试验结果及分析 |
| 2.1 保护气种类对气孔形成的影响 |
| 2.2 表面氧化物对气孔形成的影响 |
| 2.3 焊缝气孔成形及原因分析 |
| 2.4 焊接工艺参数对熔透焊接气孔形成规律的影响 |
| 3 结论 |
（2）中厚板低碳钢激光深熔焊接工艺及气孔形成机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 低碳钢激光深熔焊接工艺特性研究现状 |
| 1.2.2 焊缝气孔形成机理及特征的研究现状 |
| 1.2.3 激光深熔焊接温度场数值分析研究现状 |
| 1.3 课题的来源、研究目的及主要研究内容 |
| 1.3.1 课题来源 |
| 1.3.2 研究目的 |
| 1.3.3 主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 激光深熔焊接温度场数值模拟 |
| 2.1 数学模型的建立 |
| 2.2 物理模型的建立 |
| 2.2.1 模型假设 |
| 2.2.2 几何模型及网格划分 |
| 2.2.3 材料的热物理性能参数 |
| 2.2.4 边界条件的加载 |
| 2.2.5 热源模型 |
| 2.3 温度场模拟结果及分析 |
| 2.3.1 Sysweld软件介绍 |
| 2.3.2 温度场分布特征及热力循环曲线 |
| 2.3.3 温度场与气孔形成的关系 |
| 2.3.4 温度场与微观组织的关系 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 激光焊接实验条件及方法 |
| 3.1 实验材料 |
| 3.2 实验设备 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 激光深熔焊接工艺实验 |
| 3.3.2 气孔形成机理探索实验 |
| 3.4 样件制备与性能检测 |
| 3.4.1 样件制备 |
| 3.4.2 气孔检测与分析 |
| 3.4.3 焊缝形貌分析与尺寸测量 |
| 3.4.4 焊接接头显微组织和力学性能检测 |
| 3.4.4.1 接头组织分析 |
| 3.4.4.2 显微硬度分析 |
| 3.4.4.3 拉伸性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 激光深熔焊接气孔形成的机理分析及其特征 |
| 4.1 气孔形成机理研究 |
| 4.1.1 冶金型气孔 |
| 4.1.1.1 H_2型气孔 |
| 4.1.1.2 CO型气孔 |
| 4.1.2 小孔型气孔 |
| 4.2 气孔形成机理探索实验结论与分析 |
| 4.2.1 保护气种类对气孔形成的影响 |
| 4.2.2 表面氧化物对气孔形成的影响 |
| 4.3 焊接工艺参数对熔透焊接低碳钢气孔形成规律的影响 |
| 4.3.1 激光功率对气孔率及气孔数的影响规律 |
| 4.3.2 焊接速度对气孔率及气孔数的影响规律 |
| 4.3.3 离焦量对气孔率及气孔数的影响规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 激光深熔焊接低碳钢的工艺特性研究 |
| 5.1 焊接工艺参数对低碳钢焊缝成形的影响 |
| 5.1.1 激光功率对焊缝成形的影响 |
| 5.1.1.1 激光功率对表面形貌的影响 |
| 5.1.1.2 激光功率对焊缝尺寸的影响 |
| 5.1.2 焊接速度对焊缝成形的影响 |
| 5.1.2.1 焊接速度对表面形貌的影响 |
| 5.1.2.2 焊接速度对焊缝尺寸的影响 |
| 5.1.3 离焦量对焊缝成形的影响 |
| 5.1.3.1 离焦量对焊缝表面的影响 |
| 5.1.3.2 离焦量对焊缝尺寸的影响 |
| 5.2 焊接接头微观组织 |
| 5.2.1 焊接接头显微组织特征 |
| 5.2.2 焊接工艺参数对接头微观组织的影响 |
| 5.2.2.1 激光功率对接头微观组织的影响 |
| 5.2.2.2 焊接速度对接头微观组织的影响 |
| 5.2.2.3 离焦量对接头微观组织的影响 |
| 5.3 焊缝力学性能 |
| 5.3.1 显微硬度 |
| 5.3.1.1 接头显微硬度分析 |
| 5.3.1.2 焊接工艺参数对接头显微硬度的影响规律 |
| 5.3.2 抗拉强度 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得与学位论文相关的成果 |
| 致谢 |
（3）管线钢中厚板激光诱导电弧全位置焊接工艺与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 油气管道焊接的研究背景及意义 |
| 1.2 油气管道的发展情况: |
| 1.2.1 手工电弧焊接技术 |
| 1.2.2 半自动焊接技术 |
| 1.2.3 自动焊接技术 |
| 1.2.4 管道焊接最新技术 |
| 1.3 激光-电弧复合焊接技术 |
| 1.3.1 激光焊接技术的提出 |
| 1.3.2 激光-电弧复合技术的分类 |
| 1.3.3 激光-电弧复合焊接技术进展 |
| 1.3.4 激光-电弧复合焊接技术在管道领域的应用 |
| 1.4 本课题研究背景及研究内容 |
| 2 试验方法及设备 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备及方法 |
| 2.2.1 激光诱导电弧复合焊试验设备 |
| 2.2.2 焊接接头组织分析 |
| 2.2.3 焊接接头力学性能测试 |
| 3 X65 管线钢激光诱导电弧典型位置焊接工艺 |
| 3.1 激光诱导电弧典型位置焊接受力分析 |
| 3.2 焊接参数对X65 管线钢典型位置焊接各位置背部成型的影响 |
| 3.3 激光诱导电弧X65 管线钢典型位置焊接接头微观组织 |
| 3.3.1 焊缝区微观组织 |
| 3.3.2 熔合线区微观组织 |
| 3.3.3 母材区微观组织 |
| 3.4 激光诱导电弧X65 管线钢典型位置焊接力学性能 |
| 3.4.1 拉伸性能 |
| 3.4.2 冲击性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 X80 管线钢激光诱导电弧典型位置焊接工艺 |
| 4.1 焊接参数对X80 管线钢典型位置焊接各位置背部成型的影响 |
| 4.2 摆动焊接参数对填充盖面焊接成型的影响 |
| 4.2.1 行走速度 |
| 4.2.2 摆动频率 |
| 4.2.3 摆动幅度 |
| 4.2.4 两边停留时间 |
| 4.2.5 各参数综合调控成型规律 |
| 4.3 激光诱导电弧X80 管线钢典型位置焊接接头微观组织 |
| 4.3.1 焊缝区微观组织 |
| 4.3.2 熔合线区微观组织 |
| 4.3.3 母材区微观组织 |
| 4.4 激光诱导电弧X80 管线钢典型位置焊接力学性能 |
| 4.4.1 拉伸性能 |
| 4.4.2 冲击性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 管道全位置焊接现场工艺试验 |
| 5.1 现场试验平台搭建 |
| 5.1.1 管道激光诱导电弧复合焊枪机械耦合设计研究 |
| 5.1.2 全位置焊接设备移动平台 |
| 5.2 现场管道全位置焊接流程及工艺参数 |
| 5.2.1 现场焊接设备与焊接工艺流程 |
| 5.2.2 现场焊接工艺研究 |
| 5.3 现场焊接问题及解决方法 |
| 5.3.1 全位置焊接参数渐变调节 |
| 5.3.2 激光枪头防飞溅保护装置 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（4）Q355C激光-MAG复合焊接工艺及接头性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 激光焊接技术的发展现状 |
| 1.2.1 激光焊接技术的原理 |
| 1.2.2 高功率激光焊接厚板的研究现状 |
| 1.3 激光-电弧复合焊接的发展趋势 |
| 1.3.1 激光-电弧复合焊接的原理 |
| 1.3.2 激光-电弧复合焊接的研究现状 |
| 1.3.3 万瓦级激光-电弧复合焊接的研究现状 |
| 1.3.4 激光-电弧复合焊接应用现状 |
| 1.4 低合金高强钢Q355C的焊接研究现状 |
| 1.5 本文研究目的及意义 |
| 1.6 本文的研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备及试验方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 激光系统 |
| 2.2.2 机器人控制系统 |
| 2.2.3 MAG焊机系统 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 试验前期准备 |
| 2.3.2 最佳工艺参数的确定 |
| 2.4 显微组织与性能分析 |
| 2.4.1 显微组织分析 |
| 2.4.2 力学性能测试 |
| 第3章 激光-MAG复合焊接工艺研究 |
| 3.1 光丝间距的影响 |
| 3.1.1 光丝间距对焊缝成型的影响 |
| 3.1.2 光丝间距对焊缝熔深熔宽的影响 |
| 3.2 送丝速度的影响 |
| 3.2.1 送丝速度对焊缝成型的影响 |
| 3.2.2 送丝速度对焊缝熔深熔宽的影响 |
| 3.3 离焦量的影响 |
| 3.3.1 离焦量对焊缝成型的影响 |
| 3.3.2 离焦量对焊缝熔深熔宽的影响 |
| 3.4 激光功率的影响 |
| 3.4.1 激光功率对焊缝成型的影响 |
| 3.4.2 激光功率对焊缝熔深熔宽的影响 |
| 3.5 焊接速度的影响 |
| 3.5.1 焊接速度对焊缝成型的影响 |
| 3.5.2 焊接速度对焊缝熔深熔宽的影响 |
| 3.6 热源顺序对焊缝成型的影响 |
| 3.7 热源复合效应 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 激光-MAG复合焊接接头组织与性能研究 |
| 4.1 激光-MAG复合焊接平板对接试验 |
| 4.2 焊接接头金相组织分析 |
| 4.2.1 金相试样制备 |
| 4.2.2 焊接接头的宏观形貌 |
| 4.2.3 母材显微组织 |
| 4.2.4 焊缝区显微组织 |
| 4.2.5 热影响区显微组织 |
| 4.3 激光-MAG复合焊接接头力学性能研究 |
| 4.3.1 复合焊接接头显微硬度分布 |
| 4.3.2 复合焊接接头室温拉伸性能 |
| 4.3.3 复合焊接接头弯曲性能 |
| 4.3.4 复合焊接接头冲击韧性 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（5）5A06铝合金厚板超高功率真空激光焊接特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究目的及意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.2.1 厚板激光焊接的研究现状 |
| 1.2.2 真空激光焊接技术研究现状 |
| 1.3 课题的主要研究内容 |
| 第2章 试验材料及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备和试验方法 |
| 2.2.1 激光器与真空装置 |
| 2.2.2 材料组织及性能分析方法 |
| 2.2.3 焊接羽辉与熔池在线监测设备 |
| 第3章 铝合金超高功率激光真空焊接工艺特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 5A06铝合金大气环境下超高功率激光焊接特性 |
| 3.3 5A06铝合金负压环境下超高功率激光焊接特性 |
| 3.3.1 真空度和激光功率对焊缝成形的影响 |
| 3.3.2 真空度和激光功率对焊缝气孔率的影响 |
| 3.3.3 离焦量和激光功率对焊缝成形的影响 |
| 3.3.4 焊接速度对焊缝成形的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 超高功率激光真空焊接羽辉特性及其对能量传输的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 羽辉形态特征分析 |
| 4.2.1 真空度对羽辉形态的影响 |
| 4.2.2 基于图像处理的羽辉形态分析 |
| 4.3 超高功率激光真空焊接羽辉光谱特征 |
| 4.3.1 不同真空度下羽辉光谱谱线特征 |
| 4.3.2 不同真空度下羽辉电子温度特征 |
| 4.3.3 不同真空度下羽辉电子密度特征 |
| 4.4 羽辉对入射激光的折射效应 |
| 4.4.1 羽辉对入射激光的衰减 |
| 4.4.2 羽辉对入射激光的折射作用 |
| 4.5 羽辉对焊接过程的影响机制分析 |
| 4.5.1 真空环境熔深增加的原因分析 |
| 4.5.2 真空环境气孔缺陷减少的原因分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 130mm厚铝合金大厚板真空激光接焊缝组织和性能的相关性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 铝合金厚板单侧单道焊缝 |
| 5.3 铝合金厚板双侧对接焊缝 |
| 5.4 厚壁铝合金双侧焊接头组织与性能分析 |
| 5.4.1 接头不同区域微观组织 |
| 5.4.2 接头不同区域镁元素分布 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
（6）磁光成像焊缝显微组织与缺陷检测研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 物理量名称及符号 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 激光焊接与焊接缺陷种类概述 |
| 1.2.1 激光焊接原理 |
| 1.2.2 激光焊接缺陷分类 |
| 1.3 焊接焊缝缺陷无损检测方法研究进展 |
| 1.3.1 常规无损检测方法 |
| 1.3.2 新型电磁无损检测方法 |
| 1.4 国内外磁光成像检测方法研究现状 |
| 1.5 选题意义及主要研究内容 |
| 1.5.1 选题意义 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 激光焊接磁光成像检测试验系统 |
| 2.1 激光焊接试验平台 |
| 2.2 磁光成像检测试验系统 |
| 2.2.1 剩磁场励磁装置 |
| 2.2.2 交变励磁装置 |
| 2.2.3 磁光传感器及采集系统 |
| 2.3 磁光成像检测原理 |
| 2.3.1 法拉第效应 |
| 2.3.2 磁光成像检测原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 焊缝显微组织漏磁场形成原理 |
| 3.1 磁畴理论 |
| 3.2 显微组织与磁光成像之间的关系分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 剩磁场下焊缝显微组织磁光成像规律 |
| 4.1 剩余磁场激励下的焊缝显微组织磁光图像特征 |
| 4.1.1 剩磁场激励下焊缝正背面显微组织磁光图特征 |
| 4.1.2 剩磁场下焊缝断面显微组织磁光图像特征 |
| 4.1.3 剩磁场激励下低碳钢磁化特性理论分析 |
| 4.2 不同激光焊接工艺参数下焊缝显微组织磁光图像差异对比 |
| 4.2.1 不同工艺参数下焊缝表面成形特征及磁光成像差异 |
| 4.2.2 剩磁场激励下焊缝显微组织磁光图像差异 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 交变磁场下不同板厚缺陷磁光成像检测 |
| 5.1 交变磁场下不同板厚缺陷磁光成像特征 |
| 5.1.1 交变磁场下激光焊接裂纹的磁光图像特征 |
| 5.1.2 “V”形缺陷磁光图像特征 |
| 5.1.3 “棒状”缺陷磁光图像特征 |
| 5.2 交变磁场下不同形状缺陷的磁光成像检测 |
| 5.2.1 交变磁场下“V”形缺陷的磁光成像检测 |
| 5.2.2 交变磁场下“棒状”缺陷的磁光成像检测 |
| 5.3 交变磁场下不同板厚缺陷的磁光成像特征分析 |
| 5.3.1 “L”形缺陷磁光图像特征分析 |
| 5.3.2 “弧形”缺陷磁光图像特征分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文和专利等成果 |
| 致谢 |
（7）油气管道激光-MAG复合全位置焊接技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 油气管道焊接的研究背景及意义 |
| 1.2 油气管道焊接的发展现状 |
| 1.2.1 手工电弧焊接技术 |
| 1.2.2 半自动焊接技术 |
| 1.2.3 自动焊接技术 |
| 1.2.4 管道焊接新技术 |
| 1.3 激光-电弧复合焊接技术概述 |
| 1.3.1 激光-电弧复合焊接技术的提出 |
| 1.3.2 激光-电弧复合焊接技术的分类 |
| 1.3.3 激光-电弧复合焊在管道领域应用 |
| 1.4 研究内容 |
| 2 试验方法及设备 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备及方法 |
| 2.2.1 激光-MAG复合焊试验设备 |
| 2.2.2 焊接接头试样制备 |
| 2.2.3 焊接接头组织分析及硬度测试 |
| 2.2.4 焊接接头力学性能测试 |
| 3 激光-MAG复合仰焊自由成形工艺研究 |
| 3.1 单MAG电弧与激光-MAG复合仰焊对比分析 |
| 3.1.1 单MAG电弧与激光-MAG复合仰焊正背面形貌对比 |
| 3.1.2 单MAG电弧与激光-MAG复合仰焊截面形貌对比 |
| 3.1.3 单MAG电弧与激光-MAG复合仰焊接头微观组织对比 |
| 3.1.4 单MAG电弧与激光-MAG复合仰焊接头受力分析对比 |
| 3.2 工艺参数对激光-MAG复合仰焊自由成形的影响 |
| 3.2.1 对接间隙对激光-MAG复合仰焊自由成形的影响 |
| 3.2.2 电弧电流对激光-MAG复合仰焊自由成形的影响 |
| 3.2.3 焊接速度对激光-MAG复合仰焊自由成形的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 油气管道激光-MAG复合全位置焊接工艺研究 |
| 4.1 全位置焊接基本参数的选择 |
| 4.1.1 焊接方向的选择 |
| 4.1.2 干伸长的选择 |
| 4.1.3 焊枪角度的选择 |
| 4.2 管道全位置打底焊工艺研究 |
| 4.2.1 平立过渡区打底焊工艺参数 |
| 4.2.2 立焊位置打底焊工艺参数 |
| 4.2.3 立仰过渡区打底焊工艺参数 |
| 4.3 管道全位置填充焊工艺研究 |
| 4.3.1 平立过渡区填充焊工艺参数 |
| 4.3.2 立焊位置填充焊工艺参数 |
| 4.3.3 立仰过渡区填充焊工艺参数 |
| 4.4 管道全位置盖面焊工艺研究 |
| 4.4.1 立焊位置填盖焊焊瘤与起脊成因分析 |
| 4.4.2 摆动堆焊成形工艺 |
| 4.4.3 管道环缝全位置盖面焊 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 油气管道激光-MAG复合全位置焊接组织与力学性能分析 |
| 5.1 激光-MAG复合全位置焊接头微观组织 |
| 5.1.1 焊缝区微观组织 |
| 5.1.2 过热区微观组织 |
| 5.1.3 完全重结晶区微观组织 |
| 5.1.4 不完全重结晶区微观组织 |
| 5.1.5 母材微观组织 |
| 5.1.6 重熔区微观组织 |
| 5.2 激光-MAG复合全位置焊接头力学性能 |
| 5.2.1 焊接接头的硬度分析 |
| 5.2.2 焊接接头的拉伸力学性能 |
| 5.2.3 焊接接头的弯曲力学性能 |
| 5.2.4 焊接接头的冲击力学性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（8）中厚板BG890QL高强钢激光-电弧复合焊焊缝成形及断裂行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 低合金高强钢焊接研究进展 |
| 1.1.1 低合金高强钢分类及其焊接性 |
| 1.1.2 低合金高强钢主要焊接方法 |
| 1.1.3 低合金高强钢接头组织特征 |
| 1.2 中厚板低合金高强钢焊缝成形控制 |
| 1.2.1 中厚板主要焊接方法 |
| 1.2.2 中厚板焊接焊缝成形控制 |
| 1.3 中厚板焊接接头力学性能评定 |
| 1.3.1 中厚板焊接接头力学非均匀性 |
| 1.3.2 中厚板焊接接头断裂性能 |
| 1.3.3 低合金高强钢断裂韧性驱动力评估 |
| 1.4 本课题研究内容及意义 |
| 第2章 试验材料与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 焊接试验方法 |
| 2.2.1 焊接试验设备 |
| 2.2.2 焊接试验工艺 |
| 2.3 力学性能试验方法 |
| 2.3.1 显微硬度分析 |
| 2.3.2 拉伸试验方法 |
| 2.3.3 弯曲试验方法 |
| 2.3.4 冲击韧性测试 |
| 2.4 断裂韧度测试方法 |
| 2.5 材料表征方法 |
| 2.5.1 金相制样方法 |
| 2.5.2 金相观察 |
| 2.5.3 扫描电镜观察与能谱分析 |
| 2.5.4 EBSD制样与观察 |
| 2.5.5 透射电子显微镜观察 |
| 2.6 激光复合焊过程中熔池及等离子体观察 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 激光-电弧复合焊工艺及接头成形影响因素研究 |
| 3.1 激光焊焊缝成形影响因素及其控制 |
| 3.2 激光-电弧复合焊焊缝成形及影响因素 |
| 3.2.1 先导热源对焊缝成形的影响 |
| 3.2.2 光丝间距对焊缝成形的影响 |
| 3.2.3 复合焊热源参数对焊缝成形影响 |
| 3.3 坡口中激光与电弧热源的耦合机理 |
| 3.3.1 坡口中激光与电弧的耦合行为 |
| 3.3.2 坡口中激光-电弧复合焊的熔池流动行为 |
| 3.4 背部焊缝成形控制 |
| 3.4.1 背部坡口对焊缝成形影响 |
| 3.4.2 背部坡口对底部熔池形态影响 |
| 3.5 中厚板焊接双面成形控制 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 激光-电弧复合焊接头组织形貌及其力学性能 |
| 4.1 接头各区域微观组织表征 |
| 4.1.1 焊缝组织特征 |
| 4.1.2 热影响区组织特征 |
| 4.1.3 接头显微硬度分析 |
| 4.2 接头晶粒特征及析出相 |
| 4.2.1 焊接接头晶粒特征 |
| 4.2.2 焊接接头析出相特征 |
| 4.3 接头力学性能与组织的关系 |
| 4.3.1 冲击试验结果及裂纹扩展路径分析 |
| 4.3.2 微观组织与冲击韧性的内在关联性研究 |
| 4.3.3 拉伸及弯曲试验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 激光-电弧复合焊接头断裂力学行为研究 |
| 5.1 焊缝断裂韧性性能分析 |
| 5.2 焊接接头断裂韧性驱动力数值模拟研究 |
| 5.2.1 有限元数值模型 |
| 5.2.2 裂纹尖端张开应力分析 |
| 5.2.3 焊接接头断裂驱动力分析 |
| 5.3 焊缝断裂韧性及驱动力对比 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 本文创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间的学术成果 |
（9）磁控高效GMAW电弧—熔滴耦合行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 高效GMAW工艺研究现状 |
| 1.2.1 大电流GMAW工艺 |
| 1.2.2 双丝(多丝)焊接工艺 |
| 1.2.3 复合焊接工艺 |
| 1.3 磁控焊接技术研究现状 |
| 1.3.1 磁控焊接电弧行为 |
| 1.3.2 磁控熔滴过渡行为 |
| 1.4 电弧-熔滴耦合行为研究现状 |
| 1.4.1 熔滴过渡的分类 |
| 1.4.2 熔滴过渡实验研究方法 |
| 1.4.3 有关熔滴过渡的研究理论 |
| 1.4.4 电弧-熔滴耦合行为数值模拟研究现状 |
| 1.5 主要研究内容与技术路线 |
| 1.6 论文的创新点 |
| 第2章 磁控高效GMAW试验研究 |
| 2.1 试验系统 |
| 2.1.1 大电流GMAW焊接电源 |
| 2.1.2 外加磁场的产生与计算 |
| 2.1.3 熔滴过渡信息采集系统 |
| 2.2 影响GMAW焊丝熔化速率的因素 |
| 2.2.1 焊接电流和干伸长的影响 |
| 2.2.2 焊接电压和保护气体的影响 |
| 2.3 大电流GMAW熔滴过渡行为研究 |
| 2.3.1 大电流MIG焊熔滴过渡行为研究 |
| 2.3.2 大电流MAG焊熔滴过渡行为研究 |
| 2.4 外加磁场对GMAW熔滴过渡行为的影响 |
| 2.4.1 磁控MIG焊熔滴过渡行为研究 |
| 2.4.2 磁控MAG焊熔滴过渡行为研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 大电流GMAW熔滴过渡行为数值模拟研究 |
| 3.1 数学物理模型 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 控制方程 |
| 3.1.3 计算域与边界条件 |
| 3.1.4 数值处理与求解 |
| 3.2 计算结果 |
| 3.2.1 滴状过渡 |
| 3.2.2 射流过渡 |
| 3.2.3 旋转射流过渡 |
| 3.3 试验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 外加磁场作用下焊接电弧行为数值模拟研究 |
| 4.1 磁控GTAW电弧数学物理模型及计算结果 |
| 4.1.1 基本假设 |
| 4.1.2 控制方程 |
| 4.1.3 计算域与边界条件 |
| 4.1.4 数值处理与求解 |
| 4.1.5 计算结果 |
| 4.2 磁控GMAW电弧数学物理模型及计算结果 |
| 4.2.1 数学物理模型的调整 |
| 4.2.2 计算结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 外加磁场作用下GMAW电弧-熔滴耦合行为数值模拟研究 |
| 5.1 数学物理模型 |
| 5.1.1 控制方程 |
| 5.1.2 计算域与边界条件 |
| 5.1.3 数值处理与求解 |
| 5.2 外加磁场对熔滴滴状过渡的影响 |
| 5.2.1 无外加磁场 |
| 5.2.2 外加直流轴向磁场 |
| 5.3 外加磁场对熔滴旋转射流过渡的影响 |
| 5.3.1 熔滴旋转射流过渡临界电流现象 |
| 5.3.2 外加磁场对大电流MIG焊熔滴旋转射流过渡的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（10）新型铝-铝和铝-钢电阻点焊接头疲劳与断裂性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铝-钢异种材料连接 |
| 1.2 铝合金薄板电阻点焊 |
| 1.3 铝钢焊接金属间化合物的形成 |
| 1.4 金属间化合物对点焊接头拉伸断裂性能的影响 |
| 1.4.1 临界熔核直径确定方法 |
| 1.4.2 铝钢厚度比对断裂性能的影响 |
| 1.5 金属间化合物对点焊接头疲劳行为的影响 |
| 1.6 疲劳寿命主曲线方法分析 |
| 1.7 本文研究内容及意义 |
| 第二章 试验材料和方法 |
| 2.1 试验材料及焊接工艺 |
| 2.2 铝-钢电阻点焊接头宏观及显微组织观测 |
| 2.3 铝-钢电阻点焊接头静态性能 |
| 2.3.1 微观硬度及纳米硬度测量 |
| 2.3.2 静态拉伸及中断试验 |
| 2.3.3 铝合金点焊接头本构关系测定的剪切试验 |
| 2.3.4 金属间化合物强度测定的微型剪切实验 |
| 2.4 铝-钢电阻点焊接头疲劳试验 |
| 2.5 铝-钢电阻点焊接头疲劳裂纹扩展的原位观测 |
| 2.5.1 模型接头设计与有限元分析 |
| 2.5.2 试验过程 |
| 2.6 有限元分析 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 薄板铝合金电阻点焊接头的显微组织及力学性能 |
| 3.1 点焊接头的宏观与显微组织结构 |
| 3.2 点焊接头显微硬度与各区域力学性能 |
| 3.3 考虑焊接不均匀性的临界熔核直径确定 |
| 3.4 疲劳性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 铝-钢焊接金属间化合物显微组织和剪切强度 |
| 4.1 金属间化合物显微组织表征 |
| 4.2 金属间化合物纳米硬度测试结果 |
| 4.3 金属间化合物剪切强度测试新方法 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 临界熔核尺寸相关的断裂模式预测公式 |
| 5.1 临界熔核直径新公式的推导 |
| 5.1.1 公式参数的确定 |
| 5.1.2 断裂模式预测 |
| 5.2 不同铝钢厚度比对撕裂式试验件的影响 |
| 5.2.1 金属间化合物显微组织表征 |
| 5.2.2 裂纹起裂模式观测 |
| 5.2.3 金属间化合物剪切应力的有限元分析 |
| 5.2.4 不同铝-钢厚度比对撕裂式试验件断裂的影响机制 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 铝-钢异种材料电阻点焊接头疲劳行为 |
| 6.1 不同钢板涂层类型对点焊接头显微组织及疲劳性能的影响 |
| 6.1.1 钢板涂层和金属间化合物显微组织表征 |
| 6.1.2 点焊接头显微硬度与拉伸性能 |
| 6.1.3 疲劳寿命对比 |
| 6.1.4 钢板涂层类型对疲劳断裂模式的影响 |
| 6.2 不同熔核直径对点焊接头疲劳寿命的影响 |
| 6.3 缺口根部角度对点焊接头显微组织及疲劳性能的影响 |
| 6.3.1 缺口根部角度对点焊接头显微组织的影响 |
| 6.3.2 缺口根部角度对拉伸和疲劳性能的影响 |
| 6.3.3 缺口根部角度对疲劳断裂模式的影响 |
| 6.3.4 采用改进型撕裂式模型观察疲劳裂纹演化 |
| 6.4 不同钢板厚度对点焊接头显微组织及疲劳性能的影响 |
| 6.4.1 金属间化合物显微组织表征和剪切强度测试 |
| 6.4.2 点焊接头硬度、拉伸强度和疲劳寿命对比 |
| 6.4.3 不同因素对界面最大主应变的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 电阻点焊接头的疲劳寿命主曲线方法 |
| 7.1 Rupp结构应力模型 |
| 7.2 最大主应变方法 |
| 7.3 结构应力方法与最大主应变法对比 |
| 7.3.1 最大主应变计算结果 |
| 7.3.2 熔核直径的影响 |
| 7.3.3 钢板厚度的影响 |
| 7.3.4 铝板厚度的影响 |
| 7.3.5 对多种组合点焊接头疲劳寿命评估 |
| 7.4 本章小结 |
| 第八章 结论 |
| 8.1 结论 |
| 8.2 创新点 |
| 8.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录: 符号说明 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
四、CO_2气体保护的激光焊接12mm厚低碳钢板（论文参考文献）
- [1]中厚板低碳钢激光深熔焊接气孔形成特征研究[J]. 钟世杰,魏昕,龚郡,汪永超. 应用激光, 2021(04)
- [2]中厚板低碳钢激光深熔焊接工艺及气孔形成机理研究[D]. 钟世杰. 广东工业大学, 2021
- [3]管线钢中厚板激光诱导电弧全位置焊接工艺与性能[D]. 庞丰宇. 大连理工大学, 2021(01)
- [4]Q355C激光-MAG复合焊接工艺及接头性能研究[D]. 王志鹏. 兰州理工大学, 2021
- [5]5A06铝合金厚板超高功率真空激光焊接特性研究[D]. 王继明. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [6]磁光成像焊缝显微组织与缺陷检测研究[D]. 王春草. 广东工业大学, 2020(07)
- [7]油气管道激光-MAG复合全位置焊接技术研究[D]. 陈亮. 大连理工大学, 2020(02)
- [8]中厚板BG890QL高强钢激光-电弧复合焊焊缝成形及断裂行为研究[D]. 许轲. 上海交通大学, 2020(01)
- [9]磁控高效GMAW电弧—熔滴耦合行为研究[D]. 肖磊. 兰州理工大学, 2020(01)
- [10]新型铝-铝和铝-钢电阻点焊接头疲劳与断裂性能研究[D]. 史丽婷. 天津大学, 2019(01)