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超声电弧焊接技术
本项目成果主要针对颗粒增强铝基复合材料电弧熔焊接头中焊缝晶粒粗大、颗粒增强相偏聚等问题，以及氧化物弥散强化（Oxide dispersion strengthened，ODS）高温合金TIG焊过程中焊缝晶粒粗大及气孔等问题，通过超声频脉冲电源与弧焊电源并联耦合，获得超声电弧，对焊缝熔池直接施加超声振动作用，从而细化焊缝晶粒，改善气孔问题。同时利用电弧超声产生的空化作用将贴附在颗粒表面的气体、氧化层和杂质等清理干净，改善增强相颗粒在基体中的分布情况。 电弧超声可以去除待焊表面的氧化膜，
江苏大学
2021-04-14
超声电弧焊接技术
本项目成果主要针对颗粒增强铝基复合材料电弧熔焊接头中焊缝晶粒粗大、颗粒增强相偏聚等问题，以及氧化物弥散强化（ Oxide dispersion strengthened， ODS）高温合金 TIG 焊过程中焊缝晶粒粗大及气孔等问题，通过超声频脉冲电源与弧焊电源并联耦合，获得超声电弧，对焊缝熔池直接施加超声振动作用，从而细化焊缝晶粒，改善气孔问题。同时利用电弧超声产生的空化作用将贴附在颗粒表面的气体、氧化层和杂质等清理干净，改善增强相颗粒在基体中的分布情况。电弧超声可以去除待焊表面的氧化
江苏大学
2021-04-14
厚板超窄间隙旋转电弧焊接技术及成套装备
厚板焊接作为我国核电、船舶、石化等领域重大装备的关键制造技术，对低热输入、高效率、高质量的新型焊接方法升级需求极其迫切。窄间隙焊接技术因采用窄且深的坡口，在厚板焊接时具有效率高、填充量少、热输入小、变形小等优势，在提高焊接效率和焊接质量等方面具有重要应用前景。目前，该类技术在国外核电、船舶等行业广泛应用，技术较为成熟。而我国窄间隙焊接技术研究起步较晚，在大厚板核心焊接设备、工艺及材料均受制于人，尤其针对我国国防重点企业，存在“卡脖子”风险。高端焊接装备依赖于进口，价格高昂。国外主要生产厂家包括法国宝利苏迪、日本日立公司、美国电弧机器等，国内生产厂家华恒、唐山开元等依赖于国外企业的专利授权。
国际和国内现有技术一般采用钨极摆动、陶瓷片约束、横向交变磁场等控制电弧周期性地在两侧壁之间燃烧，存在装置复杂、母材被磁化或间隙较大等缺点。为解决窄间隙焊接侧壁熔合的难题，课题组另辟蹊径，创新性地提出了一种具有完全自主知识产权的“厚板超窄间隙旋转电弧焊接技术及成套装备”新技术。该技术突破了现有窄间隙钨极氩弧焊接（NG-GTAW，narrow-gap gas tungsten arc welding）工艺的局限性，已实现壁厚50 mm超窄间隙焊接，能够更为可靠、简便地解决侧壁未熔合缺陷问题。相对于国内外的现有技术，该技术形成的旋转电弧能够有效改善电弧热量及压力的均匀性，在保证熔敷金属质量均匀的同时避免熔深过大，具备高质量、高效率的突出优势，达到国际先进水平，已在国防、核电、QT等工业领域推广应用。同时，研究团队自主设计研发了面向核电、石化、船舶等装备的大厚板非轴对称旋转钨极超窄间隙GTAW成套装备（图1），可实现板厚超过150 mm、窄间隙5 mm——9 mm的厚壁材料高质量自动化焊接。
图1 大厚板非轴对称旋转钨极超窄间隙GTAW成套装备
该设备特别适用于厚壁不锈钢焊接、钛合金、980高强钢、9Ni钢等特种材料，在核电、军工、石化等领域具有广泛的应用前景。目前处于国际先进水平的宝利苏迪公司生产的单套设备售价高达380万元，国产设备售价也达到150——200万元水平。而自主设计研发的设备单套成本仅约30万元，能够产生巨大的经济效益。
山东大学
2025-02-08
全电子式智能型（节能型）电弧焊机防触电保护器
1、使用该装置，则电焊把手处的空载电压不大于3V（峰峰值），该电压既不会直接也不会间接导致电焊工伤亡事故。目前市场上销售量的同类产品的空载电压24V（有效值）； 2、该产品具有非常明显的节能效果，不使用该产品，电弧焊机的空载能耗约为1000W以上，使用该产品，电弧焊机的空载能耗不大于1W； 3、该产品为智能化产品，体积小(是目前市场上销售量最大的产品的1/2以下)，重量轻，便于安装且即接即用无需调试（其它产品大多需现场调试），免维护（其它产品维修率高），对应用环境要求低（能用电焊机的地方都可用），接线简单，相当于串接供电开关，且含漏电保护功能； 4、该产品的加工及调试简单，核心控制系统模块化，不需要高水平的技工； 5、产该产品只需计算机、示波器、万用表、电烙铁等常用设备，及几十平方米的场地。 应用范围： 2005年国家安全生产条列规定，每个电弧焊机必须安装该产品，且5年强制报废。据权威部门统计，目前，我国电弧焊机保有量约500万台。 预期效果： 该产品的材料成本不高于300元，销售额约700元，1个生产人员年产量约12000台，每个生产人员年毛利480万。 生产该产品只需要计算机、示波器、万用表、电烙铁等常用设备，及几十平方米的场地，不需要太多资金；而且该产品的加工及调试简单，核心控制系统已经模块化，生产不需要高水平的技工，且单人可生产。
北京交通大学
2021-04-13
不锈钢管列置双TIG电弧高效低能耗焊接生产技术
广泛应用于汽车、锅炉及装备制造等行业的不锈钢焊管是我国钢铁行业重点发展的高端不锈钢精品深加工产品，其由钢带卷制成管而由钨极氩弧焊接（TIG）而成，但在高速焊接生产过程中会出现咬边和驼峰焊道成形缺陷，成为不锈钢管高效焊接生产的技术“瓶颈”和行业技术发展的堵点、难点。基于此，通过研究揭示不锈钢管TIG焊接生产提速后出现的咬边、驼峰焊道表面成形缺陷形成机理，提出利用辅助TIG电弧对熔池进行热力联合调控抑制高速TIG焊接过程中咬边和驼峰焊道的形成，发明了列置双TIG电弧（Tandem TIG）高效低能耗焊接工艺，将咬边和驼峰焊道缺陷防止在萌芽状态；与单TIG焊相比，焊接速度提高1倍以上，能耗降低20%以上，很好地解决了焊接高质量和高效率难平衡的问题；开发了钨极烧蚀在线监测系统和不锈钢管在线固溶热处理系统，实现了不锈钢管高效、低能耗、低成本焊接生产，提升了不锈钢焊管行业技术水平。在此基础上，基于相同热力调控理念开发了TIG电弧辅助MIG/MAG电弧高速焊接工艺，焊接速度提高75%。项目累计授权发明专利5件，制定团体标准2项，工信部认定节能技术1项，获中国专利优秀奖等科技奖励6项。项目成果推动和引领不锈钢焊管生产向高效、低能耗方向发展，具有显著的技术优势和应用前景。
（a）工艺原理
（b）列置双TIG电弧和熔池图像
图1 列置双TIG电弧高速焊接工艺原理
（c）铁素体不锈钢焊管
（d）奥氏体不锈钢焊管
图2 不锈钢管列置双TIG电弧高速焊接生产
图3 钨极烧损在线监测系统
图4 奥氏体不锈钢管高速焊接生产过程中在线固溶热处理工艺流程
山东大学
2025-02-08
一种激光-电弧-磁场复合焊接的励磁移动平台
本发明属于焊接领域，并公开了一种激光-电弧-磁场复合焊接的 励磁移动平台，包括底座、伺服电机、水平导轨、支撑平台、滚珠丝 杠机构、支架、励磁线圈和夹具，伺服电机和水平导轨均安装在所述 底座上，支撑平台安装在所述水平导轨上，伺服电机通过所述滚珠丝 杠机构驱动所述支撑平台移动;夹具安装在所述支撑平台上;支架安 装在所述底座上，并且支架上安装励磁线圈。本发明的夹具可以实现 工件的准确定位及装夹，通过励磁线圈可以实现焊缝区域的磁场调节; 伺服电机可以保证工件在焊接过程中的匀速移动，保证了焊接时熔池 所处区域
华中科技大学
2021-04-14
一种磁力搅拌的 CO2 激光-TIG 电弧复合焊接方法
一种磁力搅拌的 CO2 激光-TIG 电弧复合焊接方法。本发明公开 了一种通过纵向磁场实现熔池磁力搅拌的方法，在 CO2 激光-TIG 电弧 复合焊接基础之上增加纵向磁场实现焊接组织晶粒细化及能量耦合效 率提高的功能，其通过合理的功率、焦距、离焦量、氦保护气体流量 等 CO2 激光工艺参数，钨极直径 D、弧长、焊接电流、气体流量等 TIG 电弧工艺参数，以及磁感应强度、频率等纵向磁场工艺参数的设置， 提高了激光-电弧复合焊接的能量耦合效率及焊缝成形质量。
华中科技大学
2021-01-12
一种磁力搅拌的 CO2激光-TIG 电弧复合焊接方法
一种磁力搅拌的 CO<sub>2</sub>激光 TIG 电弧复合焊接方法。本发明公开了一种通过纵向磁场实现熔池磁力搅拌的方法，在CO<sub>2</sub>激光 TIG 电弧复合焊接基础之上增加纵向磁场实现焊接组织晶粒细化及能量耦合效率提高的功能，其通过合理的功率、焦距、离焦量、氦保护气体流量CO<sub>2</sub>激光工艺参数，钨极直径 D、弧长、焊接电流、气体流量等 TIG 电弧工艺参数，以及感应强度、频率等纵向磁场工
华中科技大学
2021-04-14
一种用于示范焊接角度的教具
技术成熟度：技术突破
本发明具有结构合理简单、生产成本低、调节方便的优点。教师示范时，首先将磁力底座吸附在焊接试件上，然后，通过焊条角度上下调节机构调节焊条的上下空间位置。在调焊条角度左右调节机构，使焊条上下左右角度调整到位，最后固定焊条。
焊接教学焊条角度示范器包括三部分：
1.磁力底座；
2.焊条角度上下调节机构；
3.焊条角度左右调节机构；
4焊条夹持机构。
避免传统焊接示范讲解时教师赤手拿焊条时的不规范，角度不准确的缺点。学生能更直观的观察焊条的空间位置，了解焊条角度和焊缝成形的关系。本装置具有稳定性、可靠性、经济性及安全性。
吉林铁道职业技术学院
2025-05-19
铝合金电弧喷涂防护技术
由于铝合金有较高的强度/重量比,以及良好的塑性和耐海洋大气腐蚀性能，工业上开始大量应用。在一般的大气环境下，铝合金表面形成的Al2O3保护膜能有效防止构件的腐蚀，但在湿气和电解质存在下,如在海洋大气环境中，大量氯离子的侵入使得铝合金表面出现点蚀现象，甚至是氧化膜的大量脱落，构件的寿命大大缩短。大连理工大学通过铝合金电弧喷涂涂层及封孔方法的研究，开发出一种操作更加简便，成本更低的新型铝合金防腐蚀方法，解决了较大铝合金构件在湿气和电解质存在下，尤其是海洋大气环境中的长效防腐蚀问题。
大连理工大学
2021-04-14