焊接工艺参数范文第1篇

关键词： 激光技术；CO2激光-MA；电弧复合焊接；熔滴过渡

本论文针对高强钢激光-电弧复合焊接技术的基础工艺及焊缝接头性能，通过现有设备将从以下方面进行研究和分析：

1.试验设备及方法

1.1.实验设备

实验使用的激光器为Rofin公司生产的型号为DC 050 SLAB CO2激光器，配以上海团结普瑞玛公司制造的配套机床，应用自行设计的复合焊接装置固定MAG焊枪，使用根据实验特点设计制造的工装夹具进行紧固，实施激光-电弧复合焊接。焊机为松下公司生产的微电脑焊接波形控制脉冲MIG/MAG焊机，型号YD-350AG2HGE，MAG保护气体使用CO2、Ar混合气体。

1.2.试验方法

激光-电弧复合焊接的工艺参数多，关联性较大。激光与电弧之间的匹配存在最佳值，即耦合的最小值，因此，对每个工艺参数分别设计1组实验，通过实验数据分析其对焊接质量的影响。采用激光-电弧复合焊接设备，通过对不同的焊接速度、激光功率等工艺参数对高强钢焊接质量影响的研究，优化出最佳的高强钢激光—电弧复合焊接工艺参数。采用高速相机采集复合焊接过程中熔滴过渡图像，研究参数对工艺稳定性的影响。

2.复合焊接工艺参数优化

2.1.焊接电流对电弧形态和熔滴过渡的影响

2.1.1.焊接电流对熔滴过渡的影响

在焊接电流较低时，熔滴过渡表现为大熔滴过渡，熔滴在焊丝周边形成和长大，其底部受到电弧力作用，排斥效果明显。熔滴较长在焊丝端部一侧，当长到足够大时，熔滴脱离焊丝而过渡。处于焊接小电流的状态，熔滴向激光光束偏移，致使熔滴变大的时间较长，体积变大，过渡频率比较低。主要受自身重力、表面张力和电弧力的作用，电流较小，熔滴收到电磁收缩力、等离子流力的作用不太明显。随着熔滴的长大，当自身重力大于表面张力和电弧力时，熔滴脱离焊丝端部而过渡到熔池中。

随着焊接电流的升高，熔滴过渡形态由大熔滴变为正常颗粒过渡，在I≥180A以后，熔滴过渡形态为射流过渡。因为电流较大，受电磁收缩力和等离子流力影响较大。I增大，使其温度增加，表面张力变小，其尺寸变细，未长大前脱离而过渡到熔池中。熔滴尺寸变得细小，小液滴高速进入熔池[。

2.1.2.电弧电压对电弧形态和熔滴过渡的影响

电弧电压影响电弧燃烧的稳定性，是规范焊接的关键工艺参数。随着电弧电压的提高，电弧长度增加，焊缝变宽。电压过大时会产生咬边现象。如果在短路过渡焊接状况下，电压增大会减小短路过渡频率，导致熔滴增大，飞溅增多。另一方面，电压太低，容易断弧，引弧性能差。

在电弧电压为18V时，较小的电弧线能量热输入，熔化焊丝的能量较低，直接导致熔池与形成的熔滴直接接触，过渡形式为短路过渡，在焊接表面产生飞溅。随着电压的增大，线能量热输入的提高，两种热源相互作用下会增加等离子流动，熔滴由上漂而不下垂的大熔滴，熔滴逐渐变为尺寸与焊丝直径大小相近，此时形成焊接过程稳定的正常颗粒过渡，此时焊接过程稳定。在电弧电压小于24V时，对于给定的焊接电流，由于电弧热输入少，焊丝熔化速度较慢，导致焊丝直接与熔池接触，因此形成短路过渡，并产生大量飞溅。当电弧电压增加到26V时，由于热输入增加，等离子体流力增加，熔滴细化，有利于形成射滴过渡，此时焊接过程稳定。

2.2.激光功率对电弧形态和熔滴过渡的影响

在激光-电弧复合焊接中，激光功率作为其重要的参数，主要影响熔深，当光斑直径保持不变时，熔深随着激光功率的增大而变大。本组实验主要参数，采用体积分数为30%He和70%Ar混合气体，流量为25L/min的激光同轴保护气体。

当激光功率小于1.5kW时，在激光与电弧两种热源的共同作用下，激光起到有助于稳定电弧的作用。随着激光功率的增大，熔滴过渡形态由大颗粒过渡转变为细颗粒过渡。熔滴收到的电磁收缩力和等离子流力起更大作用，激光功率增大，熔滴温度升高，表面张力进一步减小，熔滴变细，促使熔滴在未长大前从焊丝端部脱离而过度到熔池中。

在中小功率下，熔滴过渡频率增加率基本上是正的，这表明与单MAG焊接相比，复合焊接的熔滴过渡频率增加；并且随着激光功率的增加，熔滴过渡频率增加率越来越大，即熔滴过渡频率越来越高，当激光功率在1.5kW 左右时，熔滴过渡频率达到最大值。这主要是由于随着激光功率的增加，激光能量和激光锁孔效应产生的金属等离子体对焊丝的辐射作用越来越强的缘故。当激光功率超过某一值时，虽然热辐射作用增大了，但是由于激光等离子体较多，一方面对激光能量的吸收和散焦作用强，减少了入射于试件表面的激光能量；另一方面激光等离子体对熔滴的吸引力和金属蒸气对熔滴的反冲力逐渐增加，导致熔滴过渡频率开始降低，甚至低于单MIG 电弧焊接，如图所示为2.0kW激光功率的复合焊接熔滴过渡情况。如上图所示的1.5kW激光-MAG复合焊接的熔滴过渡相比，2.0kW激光功率复合焊接的激光等离子体明显增多，而且在熔滴过渡完瞬间，焊丝端部残留的熔化金属量也相对较多，这也表明了在大功率激光下，由于激光等离子体对熔滴的吸引力而阻碍熔滴过渡的能力越强。

焊接工艺参数范文第2篇

关键词：钢轨；焊接试验；工艺参数；内在质量

我国目前可以进行铁路钢轨生产的主要钢铁企业有攀钢、鞍钢、包钢和武钢。当前国内钢轨主要有

U71Mn、U71Mnk、U75V三大品种，U71Mn钢轨使用时间最长，强度等级为880MPa，具有较好的韧性和塑性，焊接性优良。U71Mnk钢轨主要在高速铁路上使用，牌号中k代表客运专线，强度等级也为880MPa，其化学成分含在U71Mn钢轨化学成分范围内；U75V钢轨是攀钢首先于20世纪90年代初利用当地铁矿石中共生的钒钛等微量元素研究开发出的高碳微钒合金轨，强度等级为980MPa，目前在既有线使用较多，该钢轨耐磨性、韧性及抗疲劳性好。

1 试验材料

焊接生产的轨种一般涉及到各钢厂的U71Mn、U71Mnk、U75V钢轨。根据铁道行业标准TB/T1632-2005《钢轨焊接》的规定，焊接生产前应对不同钢种、不同焊机、不同生产厂家生产的钢轨进行型式检验。某焊轨厂先后对四大钢厂生产的钢轨焊接工艺参数进行了调试及焊接生产。近年来主要焊接的有攀钢的U71Mn钢轨、武钢的U71Mnk与U75V钢轨、包钢的U75V钢轨。在工艺试验期间，针对GAAS80/580焊机对影响长钢轨焊接内在质量的因素进行了研究分析。

2 钢轨焊缝内在质量的影响因素

2.1 工艺参数的影响

工艺参数是影响钢轨焊缝内在质量的最主要因素，针对不同轨种所含的化学成分的差异，对其进行可焊性分析，最终获得理想的工艺参数。

焊厂先后对U71Mnk和U75V进行了工艺试验。刚开始采用软规范的工艺参数，焊头的热影响区较宽，端面温度高，大大减少了灰斑。但焊接时间延长，加热区太宽便引起热影响区晶粒长大、接头塑性降低等不良影响，偶尔会出现深灰色的爆炸型灰斑，这种灰斑极易断头。后来采用以加热区窄为特征的硬规范进行工艺焊接试验，接头的试验性能有所提高，很少出现大面积的灰斑，但冲击韧性有所降低，较难经住第三锤。GAAS80/580钢轨焊机的预热过程是钢轨加热的主要阶段，现以某焊轨厂生产2线为例，对武钢U71Mnk、U75V钢轨焊接预热参数列举如表1。

从表1中看出U75V钢轨的预热接触时间和二次电压都比U71Mnk钢轨大，快速闪光时间U75V钢轨也较长，通常在优化工艺参数时，U75V钢轨的焊接工艺参数通过调节每次预热的时间、二次电压和有电顶锻的力值，就能满足落锤合格，并且能够通过合理的匹配而减小灰斑。

但U71Mnk钢轨需要调整较多参数，由于U71Mnk钢轨比U75V钢轨软，并且其中的Mn元素含量较高，在强化铁素体从而提高钢轨强度的同时，也在钢轨焊接过程中引起晶粒粗大、脆性增加、闪光焊接时容易出现灰斑。在优化参数时，除了表1中的几个参数，还要考虑扩散时间、快闪时间、烧化速度、顶锻时间、顶锻电压等。钢轨焊接顶锻阶段参数如表2。

确定了对焊轨质量产生影响的主要参数后，采用小正交法，每次焊接四组然后作对比，从而选择合适的参数。工艺参数确定后，做25个落槌及断口试验，试验结果如下表3。

另外，环境温度对GAAS80焊机有一定的影响，不同的季节温度不同，在预热及闪光时向空气中的热扩散率不同，因此在不同季节还需要对预热电压进行微调。

2.2 钢轨端面锯口的影响

焊轨厂在焊接本局大修钢轨时，速度低于160km/h的线路经常会有短轨，厂焊接头又要避开绝缘寒风，所以需要把大量的25m钢轨锯开焊接。由于锯床的精度或锯条未及时更换等因素的影响，加上锯床操作工下锯的速度未把控好，都会造成钢轨端面的歪斜。在对顶时，会在轨顶、轨腰或轨底产生缝隙（俗称喇叭口）。

在对U71Mnk钢轨进行工艺试验期间，工艺参数比较稳定的情况下，焊机操作工进行焊接对轨，发现轨底脚有1.5mm的缝隙。进行落锤试验时，两锤断并在轨底脚产生成片灰斑，分析原因，虽然闪平量设置到了5mm，但由于闪平过程中闪光电流不均匀，进而在烧化过程中不稳定，也会产生灰斑。在焊接U75V钢轨时，缝隙小于1.5mm对接头质量产生的影响并不明显。

3 结束语

本文对不同的钢轨轨种进行工艺试验，分析了影响钢轨焊接内在质量的主要因素，通过对不同规范的工艺参数进行分析，优化了焊接工艺参数，最终得出理想的生产工艺参数。同时对GAAS80/580焊机焊接U71Mnk和U75V钢轨如何减小灰斑进行了尝试，对焊接试验数据进行了分析总结，寻找有效途径控制灰斑。消除灰斑缺陷，需要工艺调试人员不断地尝试与总结，不断地积累经验，才能更好的提高钢轨的焊接质量。

参考文献

[1]TB/T 1632.1-2005.中华人民共和国铁道部行业标准[S].钢轨焊接.

[2]郭鸿年，薛继仁，刘书华.钢轨闪光焊焊接缺陷及其父接头性能的影响[J].焊接技术，1991（6）：14-18.

焊接工艺参数范文第3篇

关键词 神经网络 动力电池组 焊接 参数优化

0引言

传统焊接会消耗大量的人力、物力、财力。为适应生产实际对焊接工艺优化的需要，人们希望利用最少的试验次数和实验数据，建立焊接工艺参数与焊接结果之间的关系模型，用来指导焊接生产。传统的焊接工艺优化方法主要有：正交试验法、因子设计响应曲面法以及回归分析法等，但这些方法存在计算复杂、工作量大、知识获取困难和自学习能力差等问题。随着智能工程的发展，出现了基于遗传算法、模糊算法和神经网络等的工艺参数优化，很好地解决了这些问题。本文是利用人工神经网络结合正交试验以及简单数学计算对电阻焊焊接工艺参数进行优化。

1焊接工艺数据的选择以及正交试验表的建立

1.1激光焊接工艺参数的选择

选择不同电阻焊焊接参数范围以及对应的焊点抗拉强度值作为神经网络训练样本。

1.1.1焊接电流

焊接电流是微型电阻焊中最具影响力的参数，由焦耳热定律可知，焊接过程的总析热量与电流的平方成正比。一般而言，接头强度随着焊接电流的增加而增大，但过高的电流会软化热影响区，导致焊接飞溅、电极粘连甚至损毁。

1.1.2焊接时间

焊接时间与产热量成正比。由于焊件尺寸的差异，微型电阻焊应用的焊接时间通常短于常规电阻焊，典型值为几十毫秒，更短的甚至只有几毫秒（如电容储能式电源）。由于热量向外传递和辐射损失，为使得焊接成功必须规定最小的焊接电流和焊接时间。

1.1.3电极压力

电极压力主要通过对接触面积和接触电阻的影响来作用电阻焊过程。在其他焊接条件不变的情况下，加大电极压力会使得两焊件实际接触面积增加，使接触电阻和电流密度减小，从而使熔核尺寸变小。

本文选用电极压力（N）、焊接时间（S）、焊接电流（KA）作为控制焊缝强度的三个主要焊接工艺参数，焊缝抗拉强度试验指标（N）作为评价焊点性能的主要指标。电极压力（N）、焊接时间（S）、焊接电流（KA）作为正交试验的三个因素，根据实验需求选取L9（34）正交试验表。

2基于BP神经网络系统的建立以及训练结果

2.1神经网络的选择与建立

将实验数据用于训练神经网络的样本数据按公式进行归一化处理，'= ，式中为单个样本值，max为样本最大值，xmin为样本最小值，'为归一化后的数据。归一化处理能够使样本数据在区间范围内呈现出正态分布的趋势，使神经网络具有更强的泛化能力，有利于网络的训练并能够加快网络的收敛速度。

在多种神经网络模型中，误差反向传播的多层前馈式网络，BP网络是最具有代表性、使用最广泛的。BP网络由1个输入层、1个或多个隐含层、1个输出层组成，含有输入、输出接点以及1层或者多层隐接点。当有信息输入时，输入信息传递到输入接点，在隐接点层经功能函数处理后，传递到输出接点，将得到输出值与期望输出值进行比较，若有误差，则误差反向传播，逐层修改权值系数直到输出值满足要求为止。由于BP神经网络具有非线性逼近能力强、算法简单等特点，因此在工程实际问题中得到了广泛的应用。本文就是采用BP神经网络建立了焊接工艺参数和焊点抗拉强度之间的神经网络模型。

本文的神经网络结构中输入层有三个神经元（x1，x2，x3），分别为电极压力（N）、焊接时间（S）、焊接电流（KA），输出层为一个神经元（Y1），即焊点抗拉强度（G）。隐含层有m个神经元，个数可由经验公式确定，nhid=（nin+nout）1/2+a。

式中nhid为隐层接点数，nin为输入层节点数，nout为输出层节点数，a取1-10之间的数。本实验中，nhid=3，nout=|，所以nin的取值范围为3-12。本实验使用四层网络模型，隐层第一层节点数为5，隐层第二层节点数为10，设定训练次数为2000次，训练所要达到的误差精度为1e-5，网络学习速率0.01，网络训练函数为计算误差函数―最小均方误差法LMS，网络学习速率取0.01。

2.2神经网络训练结果

用matlab神经网络工具箱对正交试验所得的九组数据进行神经网络训练，经过训练后输出的抗拉强度分别随三个焊接工艺参数变化，经神经网络训练最后确定最佳焊接工艺参数为A1B2C3。按优化的设定的条件，取焊接电流3KA、焊接时间20S、焊接压力35N进行多次焊接，对焊接成品进行破坏性试验。经多次试验验证，采用微电阻焊后动力电池组的点焊接头的焊接质量得到很大的提升。

3结论

焊接工艺参数范文第4篇

关键词：焊枪枪头；参数；焊缝外观；影响

焊接工艺是金属材料组合处理的常用技术，为工业现代化生产提供了诸多帮助。随着焊接技术不断发展，对焊接安装设备使用要求越来越高，焊接工艺操作流程也变得更加复杂化，控制焊接设备部件组合是很重要的。枪头是焊枪设备主要构成，枪头参数对后期焊缝形成影响较大，应当选择合适的枪头参与焊接操作。

一、焊枪枪头作用

我国工业经济快速发展，各类金属材料焊接工程越来越普遍，广泛涉及到电力业、建筑业、化工业等方面。焊枪是指焊接过程中，执行焊接操作的部分，实际使用具有灵活性、便捷性等特点，操作流程及工艺方式相对简单，能够快速地焊接不同材料。枪头是焊枪核心构成部件，枪头安装及使用方式对焊接质量有直接性影响，一旦操作失误会直接造成焊缝质量不达标，减弱了金属材料的粘合性能。

二、焊枪枪头参数对焊缝成形的影响

焊枪是焊接施工操作不可缺少的设备，实践证明，焊枪枪头参数对焊缝外观成形具有直接性影响，不同条件下焊缝成形不一，对金属材料组合性能产生了很大的影响。电流、电压、速度是焊枪枪头使用需重视的三大参数，操作时应控制好三项参数标准，以免影响到焊缝成形质量。具体影响如下：

1、设备参数

焊枪枪头参数包括：焊丝的角度（前丝角度、后丝角度）、两丝间距、焊丝干伸长、偏心距，这些都会影响焊缝成形，若选用枪头不一样，实际焊接操作产生的焊缝效果也不一样，这些都是实际焊接操作需要注意的问题。

2、工艺参数

（1）电流。焊接电流对是设备运行的基本条件，电流值大小变化会影响焊缝成形的宽度与厚度，不利于金属材料组合性能达标。从焊接工艺来说，在其它条件不变情况下，增加焊接电流，焊缝厚度、焊缝余高会明显增加，而焊缝宽度则几乎保持不变，或宽度仅有微小的增加，可作为焊缝外观成形标准。

（2）电压。与电流参数相对应，电压值大小也会影响电弧焊质量，同时与焊接设备可操作性密切相关。按照试验结果，电弧电压同样对焊缝宽度变化有一定的影响。例如，当其它条件不变时，电弧电压增大，焊缝宽度显著增加，而焊缝厚度和余高略有减少。

（3）速度。焊接速度完全由手工操作控制，枪头在手工移动下速度会出现明显变化。对于一些精细化焊接金属构件，其焊接速度应适当地放慢或加快，速度变化也对焊缝外观产生了影响。总体来说，当其它条件不变时，焊接速度减慢，焊缝宽度、焊缝厚度和余高都增加，相反则减少。

三、焊枪枪头参数控制方法

焊缝是焊件经焊接后所形成的结合部分，常用作判断焊接工艺操作质量的硬性标准。近年来，工业焊接工艺指数要求越来越高，传统焊接方式应作出相关调整。根据焊接要求选择焊枪枪头，同时控制电流、电压、

此外，速度等三大参数，可保证焊缝成形后符合标准要求，促使金属材料组合性能达到预期。选择合适的枪头，以金属材料特性为参考，选择合适的焊枪枪头装置，适当调节焊接操作条件。以氧枪喷头为例，有孔数、喉口直径、出口直径、角度、出口马赫数等标准，要考虑氧气压力与流量之间的关系，不同温度下，两种指标范围不一样，如表1，，表2，据此调整枪头可提高焊缝质量。

结论

我国工业科技标准日趋提高，对焊接工程质量考核标准越来越严格。焊缝是焊接施工验收的参考依据，控制焊缝外形是操作工需要严格把关的。焊接电流、电弧电压和焊接速度是焊接时的三大焊接工艺参数，选用时，应当考虑到这三者之间的相互适当配合，才能得到形状良好，符合要求的焊缝。■

参考文献

[1]王会峰，李云龙，李记科.基于数字图像技术的高频电阻焊状态监测[J].华南理工大学学报（自然科学版）. 2012（11）

[2]邓波，徐婷，王长安，荆松龙.焊管焊接接头拉伸试验相关标准的讨论[J].中国标准化. 2012（04）

焊接工艺参数范文第5篇

关键词：导管；环焊；组织；性能

前言

在航空发动机、飞机附件机匣、发动机附件机匣等多种航空设备上，金属导管是其中非常重要的一部分。供油、回油、供氧、排气、环控等多种功能都是靠金属导管实现的。金属导管通常承担了较大的流体压力，其焊缝的可靠性对航空设备的可靠性有重要影响，在此要求下，近年来开发了一种针对金属导管的新型焊接工艺――环焊。

环焊是一种不填丝的自动TIG焊工艺，焊接时焊缝位于封闭焊钳内并用气体保护。较之手工氩弧焊，焊缝被保护的更为完全，焊缝质量受送丝速度、送丝量、焊枪移动速度、钨极与焊缝的距离变化等因素的影响更小，焊缝质量更为稳定。并且，在自动焊条件下，焊接收缩量也更为稳定，为管路件尺寸精度的提高创造了一个较大的空间，为过程控制能力的提升创造了良好的前景。

1 焊接试验

1.1 试验材料

试验选用1Cr18Ni9Ti的管材，规格分别为φ6×0.8、φ20×0.8。材料成分、力学性能表1、表2所示。

表1 材料成分[1]

表2 力学性能[2]

1.2 环焊设备

试验使用了美国MK公司的自动焊管机，配备COPPER 5002型封闭式全位置焊管钳，带焊钳水冷循环器，具有焊钳及管子背面保护气体控制功能。电源系统采用IGBT逆变电源，1A～200A焊接电流，100%负载，脉冲、连续式焊接电流输出；自动高压起弧。

1.3 焊接结构

若管管直接对焊，焊缝处会有一定凹陷。为防止这一点，考虑在焊缝处填充金属，以防止焊缝处减薄，达到焊缝正反面都有一定成型高度的效果，从而提高焊缝强度。由于焊钳为全封闭式，无法手工送丝，所以设计焊接结构为管接头处增加填充金属的结构如图1所示。该结构为对接焊接结构，将箭头所指部位熔化，起填丝作用。

图1 环焊缝结构 图2 管路端面焊接前

1.4 焊接工艺试验

为保证零件焊接两部分对正且贴合紧密，焊前准备过程对管路端面的要求非常严格，为了取得良好的焊接效果，充分的焊前准备是非常必要的。我们将管端研磨到符合图2要求后，对待焊部位进行了抛光，去除污物、氧化物和钝化膜等。

1.5 焊接工艺参数

首次焊接试验时，出现了沿周焊缝宽度极为不均匀且出现偏斜的情况。经多次试验和分析，该问题是由于钨极磨削不均匀造成的。当钨极锥面发生偏移或磨削痕迹不均匀时，电弧易发生漂移或发散现象，造成焊缝的不均匀。此外，在试验中发现，沿轴向磨削的钨极使用效果要好于沿周向磨削的钨极。将焊缝圆周分为八段对电流分别进行控制。在试验中不断优化焊接工艺参数，确定了最终的焊接电流数据和最佳的工艺参数，具体焊接工艺参数如表3所示。

表3 导管环焊的工艺参数

1.6 焊接质量的影响因素

钨极的调整主要包括钨极形状的磨削和钨极与熔池距离的调整。钨极与熔池距离是影响焊接质量的重要因素[3]。若钨极与熔池距离过近，焊接过程中易出现夹钨或气孔缺陷；而距离过远，会有难以起弧的问题，零件不易焊透。经工艺试验得出，钨极与熔池距离在1mm～1.2mm之间时，焊接效果最为理想。

焊接电流也是影响焊接质量的最为重要的因素，焊缝的宽度、熔深、余高等重要参数都受其影响[3]。

1.7 环焊的组织与性能

从图3金相照片可以看出，两种规格的管路焊缝与基体金属过渡圆滑，焊缝处的金相组织致密均匀，没有气孔裂纹等缺陷。从表4性能试验结果表明，焊缝力学性能满足导管环焊的设计要求。

φ6×0.8 φ20×0.8

图3 管路焊缝金相照片25×

φ6×0.8 φ20×0.8

图4 管路焊缝金相照片200×

表4 性能试验结果

为了准确控制焊接电流，达到良好的焊接效果，焊缝平滑美观，无裂纹、凹坑、咬边等缺陷，通过了X光检验、渗透检验、金相检验及性能试验，满足要求。

2 结束语

通过大量焊接工艺试验的摸索，总结了奥氏体不锈钢导管环焊加工的经验，确定了环焊零件的工装方案、工艺方案及参数，并且成功地生产出外观质量好，尺寸精确，焊缝美观、性能优越，符合设计要求的管路零件。形成了批量生产的能力，产品质量稳定，生产效率高。

参考文献

[1]陈恒庆，等.中国钢铁材料牌号手册[M].北京：中国标准出版社，1994.