一、氮气保护焊接的气体分析与控制(论文文献综述)
刘联盟[1](2021)在《保护气体对BN4奥氏体不锈钢光纤激光焊接接头组织和性能的影响》文中提出BN4奥氏体不锈钢是以锰、氮代替镍元素而发展起来的铬锰氮奥氏体不锈钢,因其具有良好的耐腐蚀性能与冷热加工性能,被应用于建筑、能源、交通等各个领域。一般奥氏体不锈钢中含有少量的铁素体组织,其能够提高奥氏体不锈钢焊缝的抗热裂纹性能和耐腐蚀性能。BN4奥氏体不锈钢在焊接过程中容易造成氮元素的损失,使焊缝中铁素体含量偏高,从而降低焊接接头的力学性能与耐腐蚀性能。通过采用不同的保护气体增加焊缝中氮元素含量的方法,控制焊缝中的铁素体含量和碳/氮化合物含量在合理的范围,使焊接接头具有良好的力学性能和耐腐蚀性能。本文围绕BN4奥氏体不锈钢的焊接性和光纤激光焊接过程中不同保护气体对接头组织和性能的影响进行研究,为实际应用提供理论基础。主要研究的工作有以下几个方面:(1)研究了不同保护气体种类和流量对焊接过程中金属蒸汽温度场和速度矢量场的作用机理。试验结果表明,采用相同种类的保护气体时,随着保护气体流量的增加,金属蒸汽的高度逐渐降低;采用相同的气体流量、不同种类的保护气体时,氮气可以有效的抑制金属蒸汽的高度。(2)研究了保护气体对焊接接头的成型、微观组织、元素分布、奥氏体与铁素体含量等的影响。试验结果表明:采用不同种类的保护气体,焊缝表面均有轻微的氧化和氮化,没有发现咬边、飞溅、严重变形等明显的缺陷,三种保护气体均可以使焊缝表面有良好的成型。与氩气作为保护气体相比,氮气作为保护气体时,焊缝中氮元素含量有明显的提高,从而使奥氏体含量有明显的提升。(3)研究了保护气体对BN4奥氏体不锈钢光纤激光焊接接头的力学性能和腐蚀性能作用机理。试验结果表明:不同保护气体下焊缝的显微硬度均大于母材,与氩气保护相比,采用氮气作为保护气体时,焊接接头的显微硬度有明显的提高。不同保护气体下的拉伸试样均在母材处发生断裂,表明焊接接头的抗拉强度均大于母材。与氩气保护相比,氮气保护下焊接接头具有更好的耐腐蚀性能。本文通过采用不同的保护气体对BN4奥氏体不锈钢进行光纤激光焊接,使焊缝具有良好的成型,使焊缝中铁素体含量控制在合理的范围内,焊接接头具有良好的力学性能及耐腐蚀性能。
刘勇,秦飞虎,杨金,李亚军[2](2020)在《不锈钢管背面保护焊接方法的研究现状》文中提出不锈钢管背面保护一直是国内外焊接行业内关注的问题。本文介绍了充惰性气体或氮气保护、涂抹焊接保护剂、自保护药芯焊丝三种背面保护焊接方法的作用原理和应用现状,分析了各自背面保护的特点及耐腐蚀性能的影响,为从事不锈钢管焊接的人员提供一定的参考和借鉴。
于惠玲[3](2019)在《回流烧结台氮气保护控制系统研究》文中认为回流烧结是一种重要工艺手段,烧结工艺水平直接影响元器件的烧结品质。根据烧结工艺的发展和现有技术水平的研究,烧结设备常以真空作为烧结气氛,控温精度较高,但结构复杂、体积庞大,并且造价较高。针对中小型加工企业在控温精度较高的需求下提出结构精简、高性价比的烧结方案,本文设计了一种回流烧结台氮气保护控制系统,以氮气作为烧结气氛保护烧结过程,同时设计一种基于积分分离模糊PID的前置反馈解耦控制策略提高控温精度,对工业烧结技术的发展与烧结设备的更新具有重要的现实意义。本文的重点是研究烧结温度控制算法,并完成系统软、硬件设计与调试。首先确定本文设计的烧结控制系统由计算机、系统控制台、烧结台三部分组成,根据设计需求提出详细的设计方案并完成器件的选型。然后根据所选的器件,设计基于STM32F407的硬件电路,包括系统供电电路、温度采集与控制电路、氮气浓度的采集与控制电路,利用Altium Designer绘制原理图并设计PCB制作硬件电路板,实现烧结台温度、氮气浓度的控制。其次考虑计算机控制系统的时效性、复杂性,设计了积分分离式模糊PID的控制算法控制烧结温度,通过仿真对比PID、模糊PID、积分分离式模糊PID,验证了本文设计的积分分离式模糊PID控制策略优于常规PID控制。同时针对多变量控制系统的耦合效应,设计了前置反馈解耦控制策略,经过MATLAB仿真对比,表明解耦后的温度、氮气浓度数据优于解耦前,解耦后的温度无超调并且调节时间缩短了31%。最后,在Keil5平台上编写STM32控制台软件完成算法移植,采用LabVIEW设计人机交互界面,通过RS485串口实现与STM32的数据收发,按功能要求编写温度设置模块、自动运行模块、数据查询模块,设计与规划前面板布局,使人机交互界面整洁、美观、重点突出,方便测试人员使用。为了保证系统的可靠性,在投入运行使用之前对整个系统进行测试,包括功能测试和精度测试。先在上位机中完成单步调试,再进一步实现循环测试与自动运行测试。采用精度比设计需求高的检测仪所检测的值作为标准值,与实际测量值作对比,以表格的形式分析温度、氮气浓度数据,验证了系统的控制精度满足设计要求。
高站起[4](2018)在《超级双相不锈钢焊接接头组织和腐蚀性能研究》文中研究表明作为常用石油化工设备,超级双相不锈钢焊接接头的性能问题随着其广泛应用而得到大量关注。目前国内外有部分相关研究,但是关于超级双相不锈钢焊接接头的腐蚀问题仍未得到解决,由此引发的油气泄露和设备事故时有发生。本文以石油化工为研究背景,开展了超级双相不锈钢焊接接头的组织和腐蚀行为的研究。采用纯氩气保护气进行钨极氩弧焊,主要讨论焊接道次对组织和腐蚀性能的影响,综合评价合金元素Ni、Cr和Mo等元素分布及其对力学性能和耐蚀性的影响。焊缝中心有较高的奥氏体含量,其腐蚀速率是焊根部位的0.68倍,而盖面和焊根奥氏体含量相近,但盖面由于其弥散且尺寸相对较大的晶内奥氏体表现出更好的耐腐蚀性,焊根是焊缝金属的薄弱区域。混合区由于热影响区的存在腐蚀性能最差。并且HAZ析出大量的Cr2N,经成分分析发现其周围存在明显的贫铬区,该区域会诱导点蚀萌发并向周围的铁素体相扩展。在保护气中添加2%的氮气来研究氮气的添加对焊接接头不同区域组织及性能的影响。结果表明,在这两种情况下,保护气中氮气的添加促进了奥氏体的生成,使得腐蚀电流密度降低了一个数量级,不同程度整体的临界点蚀温度提高了4-8℃。通过Factage平衡相图计算可以得到大致的固溶热处理温度范围大致为1150-1190℃,并通过试验细化固溶温度的选择,根据组织及性能分析结果选出最优化固溶温度1170℃。结果表明,在1170℃固溶温度下焊接接头的奥氏体含量及其均匀程度达到最优,并且各区域钝化膜保护作用相对均匀,各区域CPT差异最小。
郑凯,韩晓辉,邹江林,刘永刚,马爱华,马明菊,武强,肖荣诗[5](2018)在《不锈钢车身墙板氮气保护激光焊接焊缝成形及接头力学性能》文中提出为了降低轨道列车车身侧墙板不锈钢的制造成本,探索氮气保护焊接的可行性,采用不同比例的氮氦混合保护气开展CO2激光搭接焊试验,并针对等离子体行为、焊缝形貌、接头拉伸性能和疲劳性能等方面进行研究。结果表明,随着氮气成分的增加,等离子体温度和电子浓度没有显着变化;焊缝表面成形良好,搭接界面宽度略有减小;搭接界面的金相组织均由γ奥氏体和少量δ铁素体组成;接头力学性能与疲劳性能均无明显变化,拉伸断裂位置发生在搭接位置处,属典型的韧性断裂。进一步分析表明,氮气保护可有效抑制光致等离子体,使焊接过程较为稳定;氮气对搭接界面并无明显影响,故而对接头的力学性能与疲劳性能亦无明显影响。该实验表明,轨道列车不锈钢的激光搭接焊可采用氮气保护。
孙军浩[6](2018)在《不锈钢高功率激光焊接熔深增加与缺陷控制研究》文中研究表明304不锈钢以优良的耐蚀性能和良好的机械加工性能而在核电工业中得到广泛的应用。对304不锈钢大型结构厚板的焊接,成为核电装备制造中的一道关键的技术。传统的弧焊焊接变形大,焊工的劳动强度大,效率低。高功率激光深熔焊技术在包括核电装备在内的大型结构制造业中得到推广应用。激光深熔焊具有大的深宽比、小的热影响区及焊接变形、高的效率等优点,而高功率的光纤激光由于光束质量高及加工柔韧性好等特点在厚板的焊接领域中受到广泛关注。然而,使用高功率激光焊接304不锈钢厚板时,由于激光能量的损耗,焊接熔深会受到一定程度的影响;另外,焊接时会有飞溅、气孔、焊缝背部焊瘤等缺陷的产生,对焊缝成形和焊缝质量造成极大影响。基于上述应用背景和实际焊接时所存在的问题,本文对高功率光纤激光焊接304不锈钢能量的利用和损耗进行计算,揭示小孔所吸收的能量对焊缝尺寸的影响规律;提出提升激光能量利用率及焊缝熔深的方法,对相关机理进行阐释;对缺陷产生进行研究,阐明不同条件下缺陷的产生规律,采取措施抑制缺陷。通过本文的研究,为光纤激光焊接厚板在工业中的应用提供实际和理论的指导。首先,研究光纤激光焊接304不锈钢时焊接模式从热导焊转变为深熔焊的过程,揭示不同焊接模式下所对应接头尺寸及羽烟的规律,诠释激光焊接模式发生转变的根本原因,得到光纤激光焊接304不锈钢热导焊和深熔焊的临界值为0.97kW/mm。研究激光深熔焊中小孔的形成和维持过程,阐明焊接过程中小孔深度保持稳定的机制,分析影响穿孔速度的主要因素;研究光纤激光焊接304不锈钢小孔内外金属蒸气的物理性质,分析羽烟对激光能量的耗散原因,使用物理模型计算羽烟对于激光能量的损耗,得到金属蒸气由母材元素的气化后团聚而形成的纳米级的颗粒物组成,尺寸从数十纳米到上百纳米,电离度在1%以下,颗粒物的浓度达1020cm-3级别,纳米颗粒散射和吸收激光,对羽烟的能耗可达19%。研究高功率光纤激光焊接304不锈钢时激光功率、焊接速度、离焦量、光束偏转角度等工艺参数对焊缝成形及能量传输的影响,揭示不同工艺参数下焊缝尺寸、孔外羽烟、深熔小孔的变化规律,并从理论上计算不同条件下小孔对于光束能量的吸收和损耗,深刻阐明不同工艺下焊缝的形貌和尺寸、能量的利用和损耗、金属羽烟的行为、光束与深熔小孔相互作用的内部联系。综合分析得到功率10kW、焊速1m/min下焊接不锈钢,各部分对能量的利用和损耗,包括用来熔化母材的能量为53%,熔池过热所消耗的能量为16%,通过热传导而耗散的能量为14%,金属羽烟对能量的损耗为19%。研究光纤激光焊接304不锈钢时不同焊接熔深下激光吸收的变化规律,阐示焊缝对于激光能量吸收随熔深变化的判据,并对不同熔深下所对应的焊接过程及能量的吸收与损耗进行深入的分析。其次,基于激光深熔焊中能量利用和损耗的分析,对传统激光焊接工艺加以改进来提升高功率光纤激光焊接304不锈钢的能量利用及焊缝熔深。第一,采用特定的侧吹气体装置,精确的对小孔中心进行吹气,揭示不同气体流量对于焊缝成形、焊缝尺寸、金属羽烟、小孔行为的影响规律,诠释侧吹气体作用下焊缝熔深提升的机理;得到侧吹气体抑制光束方向上金属羽烟的高度和浓度,增加小孔开口的大小及稳定性,并改变熔池的流动状态,促进激光能量的吸收,激光功率10kW下使用该方法使得熔深最高提升37%。第二,在试样表面加工特定尺寸的坡口,揭示不同坡口尺寸对于焊缝成形及焊缝尺寸的影响规律,分析不同坡口尺寸下金属羽烟和熔池流动行为,计算了不同坡口下羽烟的能耗,阐释坡口存在提升熔深的机理;得到坡口的存在使得羽烟得到极大的抑制,小孔入口处的熔池金属流动方向从坡口边沿向小孔中心流动,促进熔深的增加,使用该方法使得10kW下熔深最高提升25%;该方法成功实现了激光功率10kW下16mm厚的304不锈钢的焊接,并应用到工业生产中。第三,在接头之间预置一定尺寸的间隙,揭示不同间隙对于焊缝成形及接头尺寸的影响规律,分析不同间隙下金属羽烟、深熔小孔的产生以及维持过程中的行为,诠释适当间隙存在下熔深提升的机理;得到间隙的存在可以加快深熔小孔的形成,极大的促进激光向小孔深处传输,抑制孔外金属羽烟,熔深有显着增加,10kW下熔深最高提升80%。最后,对焊缝内部的气孔、焊缝表面的飞溅、焊缝背部的驼峰三方面缺陷进行研究。对于焊缝内部的气孔,揭示不同工艺条件下气孔的特征和形成规律,制定消除激光焊接304不锈钢焊缝内部气孔的措施,从热力学和动力学的角度对气孔消除的机理进行了诠释;得到氮气为保护气体可以完全消除焊缝内部的气孔,气孔消除的原因是由于焊接过程中气泡中氮的溶解。对于焊缝表面的飞溅和焊缝背部的驼峰,分别揭示这两种缺陷产生的规律,阐释导致这两种缺陷产生的机理,并提出抑制这两种缺陷的方法。
陶业卿[7](2017)在《保护气氛回流SAC305无铅焊点的可焊性与温度循环可靠性研究》文中进行了进一步梳理随着人们环保意识的增强及无铅化法规的强制颁布,表面组装技术(SMT)已经进入了无铅化时代,然而无铅焊料熔点高、润湿性差等特点对其组装工艺带来了很大挑战。另一方面,随着电子产品向小型化和轻量化方向发展,微型元器件的大量应用进一步增加了SMT组装的工艺难度。本论文针对无铅回流焊过程中焊料润湿性较差的问题,系统研究了回流工艺参数,特别是氮气保护回流对SAC305无铅焊点可焊性的影响,研究内容包括焊点的外观质量、显微组织、界面金属间化合物(IMC)及剪切强度等,还通过温度循环试验和有限元仿真的方法对焊点的温度循环可靠性进行了研究。主要研究结论如下:(1)回流气氛对无铅焊料的润湿能力有较大影响。空气条件下回流时,由于焊盘及焊料的严重氧化,导致焊点的润湿能力下降。而氮气保护条件下,焊料的润湿铺展能力和端子表面填充能力都得到提升,并且随着氮气中氧浓度的降低,提升效果也越来越明显。提高回流焊温度也可以增强焊料的润湿性能,但是在空气条件下回流时其增强效果并不明显。(2)与空气条件下回流相比,氮气保护回流焊提高了无铅焊点的可焊性。即氮气气氛中回流时,无铅焊点的外观色泽、填充饱满程度都有一定提升,并且降低了焊点内部的空洞率,从而使得焊点的剪切强度也增大。这些提升效果得益于氮气保护回流焊降低了焊点的氧化程度,从而改善了焊料的润湿能力。但是回流气氛对焊点界面IMC形貌没有明显影响。(3)SAC305无铅焊料与Cu焊盘之间形成的界面IMC为η-Cu6Sn5相,其形貌呈起伏不定的扇贝状。由于IMC形成主要受元素的扩散过程控制,因此回流温度对无铅焊点的界面IMC形貌有较大影响。随着回流峰值温度的提高,IMC层的厚度逐渐增加,焊点的剪切强度也呈增大趋势。(4)虽然氮气保护可以提升无铅焊点的可焊性,但是对于1206、SOIC-8等封装尺寸较大的元器件而言,在空气条件下回流也能够获得合格的焊点。氮气保护对01005微型元件的组装工艺显得十分必要,氮气中过低的氧浓度还会增加微型片式元件产生立碑缺陷的风险。空气气氛中回流微型细间距BGA器件时,由于焊点的塌陷程度相对较低,增加了其产生空洞和虚焊缺陷的风险,因此也建议在氮气气氛中进行微型细间距BGA器件的组装。综合考虑成本因素及保护效果,提出氮气保护回流气氛中最优氧浓度含量为1000 ppm。(5)温度循环试验(TCT)过程中,在周期性应力与温度的共同作用下,焊点的失效机制为疲劳和蠕变。随着TCT次数的增加,焊点界面IMC层的厚度也显着增加,其形貌从起伏不定的扇贝状变为较均匀的平直状,Cu6Sn5/Cu界面处生长了一层薄Cu3Sn相,IMC层中还出现了由不平衡扩散引起的Kirkendall空洞,降低了焊点的长期可靠性。有限元仿真的结果表明焊点形态对其温度循环可靠性也有较大影响。较大的托脚厚度和较饱满的焊料填充有利于提高片式元件焊点的温度循环可靠性;而瘦高型焊球形态也有利于提高BGA焊点的可靠性。
李竹洁,吕俊霞,邹江林,张建超,吴世凯[8](2016)在《氮气保护不锈钢激光焊接接头组织及力学性能》文中研究表明采用不同比例的氮气/氩气混合保护气,对2mm厚的SUS301L奥氏体不锈钢进行了CO2激光焊接试验,研究了不同比例氮气保护条件下焊缝的显微组织、综合力学性能和表面耐腐蚀性能。试验结果表明,在不同比例氮气保护条件下,均可得到微观组织形貌无明显差异的焊接接头,焊缝的氮含量基本与母材一致,焊缝中的相均由γ奥氏体和少量δ铁素体组成;接头抗拉强度、弯曲性能及显微硬度与母材相当;纯氩气保护下焊缝的耐腐蚀性能最好。随着保护气中氮含量的增加,焊缝表面的耐腐蚀性能逐渐降低,但腐蚀速率呈减缓趋势。
薛浩博[9](2016)在《22SiMn2TiB钢焊缝高氮化PMIG自动焊接研究》文中进行了进一步梳理本文采用307Mo和高氮奥氏体不锈钢焊丝作为焊接填充材料,对6mm厚超高强钢进行机器人自动化PMIG焊接技术的研究,探究了焊接接头固溶氮含量的影响因素,同时对焊接接头进行了力学性能分析与研究。通过调节焊接电流、电压等参数研究了焊接热输入对焊缝成型以焊接质量的影响,结果表明,在恰当的焊接参数范围内,小的焊接参数焊缝成型更为良好,焊接缺陷少,焊缝成型美观,焊缝组织均匀。研究了活性O元素对焊接接头的影响。在Ar气中加入2.5%的02后,焊缝成型美观,并且焊缝固溶氮含量增加,随着焊接过程中N2比例的增加,焊缝固溶氮含量先增后减,当氮气保护比例为20%-40%时,采用307Mo和高氮焊丝作为填充材料的焊接接头固溶氮含量都达到最大值,分别为0.35%和0.87%。基本实现了焊接接头的高氮化。在相同焊接热输入条件下,焊缝金属的凝固模式以及组织状态受到焊缝氮含量的影响。金相组织显示焊缝为奥氏体基体加铁素体组织,这与理论计算值出现了一定的偏差,并且随着氮气比例的增加,奥氏体枝晶变粗,铁素体数量减少。说明焊缝组织是一个不平衡的组织,凝固速度过快导致了铁素体的残留。XRD衍射结果显示,两种焊接填充金属所形成的焊缝组织均为奥氏体组织加氮化物组成,氧元素的加入使得衍射峰出现一定角度的偏差,主要是固溶氮含量增多,氮元素占据了面心立方的晶格间隙造成一定的晶格畸变的原因。扫描电镜结果显示焊缝区组织基本实现了均匀化,焊缝和母材连接处也实现了很好的元素过渡。焊缝力学性能结果显示焊缝强度和氮含量成正比,并且氧气的加入使得焊缝力学性能均匀化,但是如何避免焊接过程中气孔的产生将是下一步重点研究的方向。
赖睿[10](2016)在《2205双相不锈钢激光焊缝组织调控方法研究》文中研究指明双相不锈钢优良的性能是靠适当比例的两相组织来保证的。在激光自熔焊快速冷却条件下,焊缝金属极易发生两相比例失调,导致接头机械性能和耐蚀性能显着恶化,从而局限了激光自熔焊在双相不锈钢连接领域的应用。本文探索了改善2205双相不锈钢激光焊焊缝两相比例的方法,分析了焊接热循环和添加元素对焊缝组织的影响能力和作用规律。首先分析了激光焊离焦量对焊缝组织的影响,建立了高功率激光自熔焊有限元模型,计算了不同离焦量下的焊接温度场,并进行了相应的激光焊接试验。计算和试验结果表明:离焦量对焊接过程温度场、焊缝形态,以及焊缝组织均存在重要影响。采用正离焦量时,焊缝金属中部的奥氏体含量最高(25%);负离焦量时,焊缝金属下部的奥氏体含量最高(28%);当离焦量为0时,焊缝金属上、中、下部的奥氏体含量趋于一致。通过添加镍箔的方法研究了镍元素对2205双相钢激光焊焊缝组织的影响,分析了镍含量对焊缝金属两相比例的作用规律。试验结果表明,镍含量为7-10%时,焊缝金属能够获得接近母材的均匀两相组织,镍元素使熔池凝固模式由铁素体模式转变为奥氏体模式,从而促进奥氏体形成。当镍含量超过12%后,焊缝金属中奥氏体比例迅速增加,反而不利于两相平衡。通过改变保护气体组分的方法研究了氮元素对2205双相不锈钢激光焊缝组织的影响,探索了氮元素对焊缝金属奥氏体组织的影响规律。研究结果表明,当保护气体中氮含量超过50%后,氮元素通过熔池表面渗入液态金属,随着熔池流动到达焊缝中部,并在凝固过程中保留在焊缝金属中。熔入焊缝金属的氮元素提升了铁素体-奥氏体转变的温度,促进了奥氏体的形成。采用纯氮气保护时,焊缝金属中的氮含量最高,焊缝中的奥氏体比例达到40%。对2205激光自熔焊接头进行机械性能测试和耐蚀性测试,结果表明,采用纯氮气保护的光纤激光焊接头具有最优性能,其抗拉强度为756MPa,冲击功为177J,接头点蚀电位与母材十分接近。对比焊缝组织的不同调控方法,发现采用负离焦,或者添加镍元素和氮元素均有利于改善焊缝金属的两相比例,相对而言,通过保护气体提高焊缝金属氮含量的方法,具有较好效果,并且具有在生产实践中推广的价值。
二、氮气保护焊接的气体分析与控制(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、氮气保护焊接的气体分析与控制(论文提纲范文)
(1)保护气体对BN4奥氏体不锈钢光纤激光焊接接头组织和性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 奥氏体不锈钢的焊接方法及研究现状 |
1.3 焊接保护气体的选择及其作用 |
1.4 奥氏体不锈钢焊接接头组织和性能的研究现状 |
1.5 主要研究方法 |
第二章 试验条件与方法 |
2.1 引言 |
2.2 试验材料 |
2.3 光纤激光焊接试验平台 |
2.4 试验参数选择 |
2.5 数值模拟软件 |
2.6 焊接接头分析方法 |
2.6.1 焊接接头宏观形貌 |
2.6.2 焊缝微观组织 |
2.6.3 氮元素含量测试 |
2.6.4 显微硬度测试 |
2.6.5 拉伸试验 |
2.6.6 焊接接头的腐蚀性能分析 |
2.7 本章小结 |
第三章 保护气体对焊缝成型和微观组织的影响 |
3.1 引言 |
3.2 光纤激光焊接三维模型的建立与分析 |
3.2.1 光纤激光焊接三维模型的建立 |
3.2.2 试验结果与分析 |
3.3 保护气体对焊缝成形的影响 |
3.3.1 保护气体对焊缝表面形貌的影响 |
3.3.2 保护气体对焊缝截面形貌的影响 |
3.4 保护气体对焊缝中氮元素含量的影响 |
3.5 保护气体对焊缝微观组织的影响 |
3.5.1 保护气体对焊缝凝固模式的影响 |
3.5.2 保护气体对焊缝组织的影响 |
3.5.3 保护气体对焊缝中相的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 保护气体对焊接接头力学性能和腐蚀性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 保护气体对焊接接头力学性能的影响 |
4.2.1 保护气体对焊接接头显微硬度的影响 |
4.2.2 保护气体对焊接接头拉伸性能的影响 |
4.3 保护气体对焊接接头腐蚀性能的影响 |
4.3.1 保护气体对焊接接头点蚀性能的影响 |
4.3.2 保护气体对焊接接头晶间腐蚀性能的影响 |
4.3.3 电化学阻抗谱 |
4.4 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
致谢 |
(2)不锈钢管背面保护焊接方法的研究现状(论文提纲范文)
1 三种背面保护焊接方法 |
1.1 充惰性气体或氮气方法 |
1.2 焊接保护剂方法 |
1.3 自保护药芯焊丝方法 |
2 背面保护焊接方法比较 |
3 耐腐蚀性能 |
4 结束语 |
(3)回流烧结台氮气保护控制系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外发展与研究现状 |
1.2.1 烧结工艺发展 |
1.2.2 烧结设备现状 |
1.3 研究内容与创新 |
1.4 论文章节安排 |
2 回流烧结台氮气保护控制系统总体方案设计 |
2.1 烧结控制系统总体结构 |
2.2 烧结控制系统需求分析 |
2.2.1 工作参数 |
2.2.2 功能要求 |
2.3 总体方案设计 |
2.4 器件选型 |
2.4.1 主控模块选型 |
2.4.2 温度检测传感器 |
2.4.3 温度控制器件 |
2.4.4 氮气浓度检测传感器 |
2.4.5 氮气浓度控制器件 |
2.5 本章小结 |
3 烧结控制系统的硬件电路设计 |
3.1 总体硬件结构设计 |
3.2 供电电源电路 |
3.3 温度控制部分 |
3.3.1 温度检测电路 |
3.3.2 温度控制电路 |
3.4 氮气浓度控制部分 |
3.4.1 氮气浓度检测电路 |
3.4.2 氮气浓度控制电路 |
3.5 串口通信模块 |
3.6 PCB的设计 |
3.6.1 电源线与地线布局 |
3.6.2 信号线布局 |
3.7 本章小结 |
4 温度及氮气浓度控制策略的研究 |
4.1 系统模型辨识 |
4.2 烧结台内氮气浓度控制 |
4.2.1 位置式PID控制算法 |
4.2.2 增量式PID控制算法 |
4.3 烧结台的温度控制 |
4.3.1 温度控制策略 |
4.3.2 模糊控制器的设计 |
4.3.3 温度控制策略的仿真分析 |
4.4 烧结台内氮气浓度与温度的解耦控制 |
4.4.1 解耦控制原理 |
4.4.2 解耦控制器设计 |
4.4.3 解耦控制策略的仿真分析 |
4.5 本章小结 |
5 烧结控制系统的软件设计 |
5.1 软件需求分析 |
5.2 基于STM32 的下位机程序设计 |
5.2.1 主程序设计 |
5.2.2 温控程序设计 |
5.2.3 氮气浓度控制程序设计 |
5.2.4 串口通信 |
5.3 基于LabVIEW的上位机软件设计 |
5.3.1 上位机的结构框架 |
5.3.2 登录界面 |
5.3.3 温度设置 |
5.3.4 自动运行模块 |
5.3.5 数据存储与查询 |
5.4 LabVIEW与 STM32 的串口通信 |
5.4.1 通信协议 |
5.4.2 STM32 接收数据 |
5.4.3 STM32 回传数据 |
5.4.4 LabVIEW接收回传数据并解析 |
5.5 本章小结 |
6 烧结控制系统测试 |
6.1 系统功能测试 |
6.1.1 基本功能测试 |
6.1.2 主要功能测试 |
6.2 系统精度测试 |
6.2.1 温度精度测试 |
6.2.2 氮气浓度精度测试 |
6.3 本章小结 |
7 全文工作总结与展望 |
7.1 总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表论文 |
致谢 |
附录 A |
附录 B |
(4)超级双相不锈钢焊接接头组织和腐蚀性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 双相不锈钢概述 |
1.1.1 双相不锈钢发展历史及主要应用 |
1.1.2 双相不锈钢发展趋势 |
1.2 超级双相不锈钢焊接工艺 |
1.3 超级双相不锈钢组织和性能 |
1.3.1 超级双相不锈钢微观组织 |
1.3.2 超级双相不锈钢腐蚀 |
1.3.3 腐蚀相关测试方法 |
1.4 超级双相不锈钢焊接国内外研究现状 |
1.5 研究背景和目的意义 |
1.6 主要研究内容及研究路线 |
第2章 试验材料与研究方法 |
2.1 试验材料 |
2.2 焊接方法及工艺 |
2.3 焊后热处理方法 |
2.4 组织成分表征及力学性能测试方法 |
2.4.1 焊接接头组织及成分表征 |
2.4.2 焊接接头力学性能测试方法 |
2.5 接头耐腐蚀性能评价方法 |
2.5.1 动电位极化测试方法 |
2.5.2 恒电位临界点蚀温度测试方法 |
2.5.3 电化学阻抗谱测试方法 |
2.6 本章小结 |
第3章 多层多道焊接接头组织及性能研究 |
3.1 多层多道焊接接头组织研究 |
3.2 多层多道焊接接头力学性能研究 |
3.3 多层多道焊接接头腐蚀性能研究 |
3.3.1 极化曲线试验结果分析 |
3.3.2 点蚀试验结果分析 |
3.3.3 电化学阻抗谱试验结果分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 氮气的添加对焊接接头组织及性能影响研究 |
4.1 氮气的添加对焊接接头组织影响研究 |
4.2 氮气的添加对焊接接头力学性能影响研究 |
4.3 氮气的添加对焊接接头腐蚀性能影响研究 |
4.3.1 极化曲线试验结果分析 |
4.3.2 点蚀试验结果分析 |
4.3.3 阻抗谱试验结果分析 |
4.4 本章小结 |
第5章 焊后热处理对焊接接头组织及性能影响研究 |
5.1 焊后热处理对焊接接头组织影响研究 |
5.2 焊后热处理对焊接接头力学性能影响研究 |
5.3 焊后热处理对焊接接头腐蚀性能影响研究 |
5.3.1 极化曲线试验结果分析 |
5.3.2 点蚀试验结果分析 |
5.3.3 阻抗谱试验结果分析 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论 |
参考文献 |
发表论文和参加科研情况说明 |
致谢 |
(5)不锈钢车身墙板氮气保护激光焊接焊缝成形及接头力学性能(论文提纲范文)
0 引言 |
1 实验条件 |
2 试验结果 |
2.1 焊缝形貌及显微组织 |
2.2 等离子体特性行为 |
2.3 搭接接头的力学性能 |
2.4 搭接接头的疲劳性能 |
3 分析讨论 |
4 结论 |
(6)不锈钢高功率激光焊接熔深增加与缺陷控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题的研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 激光深熔焊熔深的影响因素及熔深提升的方法 |
1.2.2 激光深熔焊缺陷的产生和抑制方法 |
1.3 本课题研究内容和目标 |
参考文献 |
第二章 试验材料、设备及过程 |
2.1 试验材料与设备 |
2.2 试验过程 |
第三章 激光能量传输及对焊缝熔深的影响 |
3.1 引言 |
3.2 304不锈钢光纤激光焊接模式的变化 |
3.2.1 304不锈钢低功率下光纤激光焊缝成形的特征 |
3.2.2 304不锈钢光纤激光焊接由热导模式到深熔模式的转变 |
3.3 激光深熔焊过程 |
3.3.1 激光深熔焊小孔内部熔体的流动 |
3.3.2 激光深熔焊金属羽烟对光束能量的损耗 |
3.4 不同的焊接参数对激光焊熔深及能量利用的影响 |
3.4.1 功率对熔深及能量利用的影响 |
3.4.2 焊接速度对熔深及能量利用的影响 |
3.4.3 激光离焦量对熔深及能量利用的影响 |
3.4.4 激光束偏转角度对熔深及能量利用的影响 |
3.4.5 板材表面氧化膜对熔深及能量利用的影响 |
3.5 光纤激光焊接过程中能量利用的综合研究 |
本章小结 |
参考文献 |
第四章 激光焊接熔深的提升方法及机理 |
4.1 引言 |
4.2 侧吹气体提升焊缝熔深 |
4.2.1 不同气流量下的焊缝成形 |
4.2.2 不同气流量下焊缝的尺寸 |
4.2.3 不同气流量下的孔外的金属羽烟行为 |
4.2.4 不同气流量下的小孔和熔池的流动行为 |
4.3 特定坡口形式提升焊缝熔深 |
4.3.1 不同的坡口尺寸对于熔深的影响 |
4.3.2 不同的焊速在特定的坡口尺寸下对于熔深的影响 |
4.3.3 坡口存在提升熔深的机理 |
4.3.4 坡口的存在使熔深增加在工程中的应用 |
4.4 预置间隙提升焊缝熔深 |
4.4.1 间隙的存在对于熔深和成形的影响 |
4.4.2 间隙的存在对于焊接参数范围和焊接小孔稳定性的影响 |
4.4.3 间隙的存在提升激光深熔焊熔深的机理 |
本章小结 |
参考文献 |
第五章 激光焊接缺陷的抑制及机理 |
5.1 引言 |
5.2 光纤激光焊接气孔的产生和消除 |
5.2.1 光纤激光焊接气孔的形成规律 |
5.2.2 光纤激光焊接304 不锈钢焊缝金属气孔的消除 |
5.2.3 光纤激光焊接304 不锈钢焊缝金属气孔消除机理 |
5.3 光纤激光焊接飞溅的产生和抑制 |
5.3.1 光纤激光焊接飞溅的产生机理 |
5.3.2 光纤激光焊接飞溅的规律和抑制 |
5.4 光纤激光焊缝背部驼峰的产生和抑制 |
本章小结 |
参考文献 |
第六章 主要结论及创新点 |
6.1 主要结论 |
6.2 创新点 |
致谢 |
发表的论文及申请的专利 |
(7)保护气氛回流SAC305无铅焊点的可焊性与温度循环可靠性研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 焊接在微电子封装中的应用 |
1.1.1 焊料的应用 |
1.1.2 元器件的焊接方法 |
1.2 SMT概述 |
1.2.1 SMT的发展背景 |
1.2.2 SMT的技术优势 |
1.3 SMT组装工艺 |
1.3.1 SMT组装材料 |
1.3.2 SMT组装工艺 |
1.4 无铅回流焊 |
1.4.1 电子组装的无铅化背景 |
1.4.2 Sn-Ag-Cu无铅焊料 |
1.5 保护气氛对无铅焊点可焊性的影响 |
1.5.1 保护气氛的选择及其可行性 |
1.5.2 氮气保护对焊料润湿能力的影响 |
1.5.3 氮气保护对焊点可焊性的影响 |
1.5.4 保护气氛中氧浓度的优化 |
1.5.5 表面贴装焊点的可接受性 |
1.6 焊点的温度循环可靠性 |
1.6.1 焊点的服役环境 |
1.6.2 焊点温度循环可靠性的研究方法 |
1.7 本论文的研究意义及主要研究内容 |
第二章 实验材料与方法 |
2.1 无铅焊点的制备 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 回流焊接工艺 |
2.2 温度循环试验 |
2.3 无铅焊点的表征与分析方法 |
2.3.1 表面形貌分析 |
2.3.2 微观结构分析 |
2.3.3 导电性能测试 |
2.3.4 力学性能测试 |
2.4 有限元仿真 |
第三章 无铅焊料在保护气氛中的润湿行为及界面反应 |
3.1 商业SAC305 焊膏的评估与筛选 |
3.1.1 桥连实验 |
3.1.2 热重分析实验 |
3.1.3 无铅焊膏的表征 |
3.2 无铅焊料的润湿行为 |
3.2.1 润湿问题的提出 |
3.2.2 可焊性测试方法 |
3.2.3 铺展面积法 |
3.2.4 填充高度法 |
3.2.5 影响焊点润湿行为的因素 |
3.3 无铅焊点的界面反应 |
3.4 本章小结 |
第四章 保护气氛回流无铅焊点的可焊性 |
4.1 回流气氛对无铅焊点可焊性的影响 |
4.1.1 未贴装元器件焊点的可焊性 |
4.1.2 贴装元器件焊点的可焊性 |
4.2 回流温度对无铅焊点可焊性的影响 |
4.2.1 回流温度对焊点界面组织的影响 |
4.2.2 回流温度对焊点剪切强度的影响 |
4.3 微型01005 片式元件的可焊性 |
4.3.1 01005微型元件可焊性概述 |
4.3.2 回流气氛对01005 微型元件可焊性的影响 |
4.3.3 贴放精度对01005 微型元件可焊性的影响 |
4.4 细间距BGA器件的可焊性 |
4.4.1 BGA封装概述 |
4.4.2 回流气氛对BGA97 焊点可焊性的影响 |
4.4.3 BGA焊点的界面IMC |
4.5 本章小结 |
第五章 无铅焊点的温度循环可靠性 |
5.1 温度循环试验对焊点可靠性的影响 |
5.1.1 温度循环试验对焊点外观形貌的影响 |
5.1.2 温度循环试验对焊点显微组织的影响 |
5.1.3 温度循环试验对焊点界面形貌的影响 |
5.1.4 温度循环试验对焊点表面锡晶须生长行为的影响 |
5.1.5 温度循环试验对焊点剪切强度的影响 |
5.2 温度循环载荷下焊点的失效机理 |
5.3 焊点形态对其温度循环可靠性的影响 |
5.3.1 有限元模型的建立 |
5.3.2 材料参数的选择 |
5.3.3 Anand模型及其参数 |
5.3.4 载荷与边界条件 |
5.3.5 不同形态01005 焊点的温度循环可靠性 |
5.3.6 不同形态BGA97 焊点的温度循环可靠性 |
5.4 本章小结 |
第六章 全文总结与展望 |
6.1 本论文的主要结论 |
6.2 本论文的主要创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间的研究成果及已获荣誉 |
致谢 |
(9)22SiMn2TiB钢焊缝高氮化PMIG自动焊接研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 高强钢焊接技术的发展 |
1.2.1 高强钢焊接用焊条 |
1.2.2 铁素体药芯焊丝气体保护焊 |
1.2.3 CO_2气体保护焊 |
1.2.4 铝热焊 |
1.2.5 双丝气体保护焊 |
1.2.6 MAG、MIG、PMIG及机器人焊接工艺 |
1.2.7 激光焊接与激光电弧复合焊工艺 |
1.3 高氮奥氏体焊缝的研究现状 |
1.3.1 焊缝固溶氮含量和气孔性 |
1.3.2 氮化物 |
1.3.3 焊接裂纹 |
1.4 本课题研究的主要内容 |
2 试验材料和试验方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 试验设备 |
2.3 试验方法 |
2.3.1 显微组织分析 |
2.3.2 X射线衍射分析 |
2.3.3 硬度试验 |
2.3.4 拉伸试验 |
2.3.5 冲击试验 |
2.3.6 成分分析 |
3 307Mo工艺试验以及氮行为研究 |
3.1 工艺试验 |
3.2 焊缝外观分析 |
3.3 焊缝微观组织分析 |
3.3.1 焊缝气孔性研究 |
3.3.2 焊缝生长形态研究 |
3.3.3 不同热输入焊缝组织分析 |
3.3.4 焊缝氮行为及微观组织分析 |
3.4 物相成分分析 |
3.4.1 物相分析 |
3.4.2 焊缝成分分析 |
3.5 本章小结 |
4 高氮奥氏体焊丝工艺试验及氮行为研究 |
4.1 高氮焊丝工艺试验分析 |
4.2 焊缝氮含量及凝固模式分析 |
4.2.1 氮气孔探究 |
4.2.2 焊缝氮含量分析 |
4.2.3 焊缝微观组织分析 |
4.3 物相成分分析 |
4.3.1 XRD物相分析 |
4.3.2 焊接接头成分分析 |
4.4 本章小结 |
5 焊缝力学性能分析 |
5.1 硬度试验 |
5.2 拉伸试验 |
5.3 焊缝冲击式样 |
5.4 本章小结 |
结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(10)2205双相不锈钢激光焊缝组织调控方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及意义 |
1.2 双相不锈钢的发展与应用 |
1.3 2205 双相不锈钢焊接国内外研究现状 |
1.3.1 2005 双相不锈钢的焊接试验研究 |
1.3.2 有限元模拟激光焊接研究 |
1.4 2205 双相不锈钢激光焊接中的难点及调控方法 |
1.4.1 2205 双相不锈钢激光焊接中的难点 |
1.4.2 冷却速度对接头组织和性能的影响 |
1.4.3 合金元素对接头组织和性能的影响 |
1.5 本课题研究的主要内容 |
第二章 焊接材料、试验装置和测试仪器 |
2.1 焊接试验母材 |
2.2 焊接有限元模拟软件 |
2.3 激光焊接试验设备和平台 |
2.4 焊接关键工艺参数的选择 |
2.5 焊接接头的分析手段 |
2.5.1 金相组织观测分析 |
2.5.2 氮氧分析仪分析氮元素含量 |
2.5.3 拉伸试验和冲击试验 |
2.5.4 扫描电镜观察接头冲击断口和能谱分析 |
2.5.5 电化学腐蚀方法测试接头耐点蚀性能 |
第三章 离焦量对2205 双相不锈钢接头组织的影响 |
3.1 光纤激光焊有限元模型传热基本方式 |
3.1.1 热传导 |
3.1.2 热对流 |
3.1.3 热辐射 |
3.1.4 温度场控制方程 |
3.1.5 边间条件 |
3.2 Simufact.welding的激光拼焊2205 双相不锈钢模型的建立 |
3.2.1 网格划分 |
3.2.2 2205 双相不锈钢材料属性 |
3.2.3 温度场相关参数设定 |
3.3 温度场模拟结果与验证 |
3.4 温度场对接头焊缝组织形貌影响及分析 |
3.4.1 不同离焦量对接头焊缝组织形貌的影响 |
3.4.2 不同离焦量对接头焊缝组织形貌的影响分析 |
3.5 离焦量对接头热影响区组织形貌的影响及分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 化学元素对双相不锈钢焊缝组织的影响 |
4.1 镍元素对焊缝组织的影响 |
4.1.1 试验设计方法 |
4.1.2 镍元素对焊缝成形及组织形貌的影响 |
4.1.3 镍元素对焊缝组织的影响分析 |
4.2 氮元素对焊缝组织的影响 |
4.2.1 试验设计方法 |
4.2.2 氮元素对焊缝成形及组织形貌的影响 |
4.2.3 氮元素对焊缝组织的影响分析 |
4.3 本章小结 |
第五章 2205 双相不锈钢焊接接头机械性能和耐蚀性 |
5.1 双相不锈钢焊接接头的机械性能测试 |
5.1.1 拉伸性能对比和分析 |
5.1.2 接头的冲击性能对比和断口分析 |
5.2 接头的耐蚀性能的分析 |
5.2.1 点蚀的形成过程 |
5.2.2 标准电极化曲线测试的意义 |
5.2.3 标准电极化曲线的测试及分析 |
5.2.4 接头的电化学曲线对比和分析 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文 |
四、氮气保护焊接的气体分析与控制(论文参考文献)
- [1]保护气体对BN4奥氏体不锈钢光纤激光焊接接头组织和性能的影响[D]. 刘联盟. 天津理工大学, 2021(08)
- [2]不锈钢管背面保护焊接方法的研究现状[J]. 刘勇,秦飞虎,杨金,李亚军. 石油和化工设备, 2020(10)
- [3]回流烧结台氮气保护控制系统研究[D]. 于惠玲. 西安工业大学, 2019(03)
- [4]超级双相不锈钢焊接接头组织和腐蚀性能研究[D]. 高站起. 天津大学, 2018(06)
- [5]不锈钢车身墙板氮气保护激光焊接焊缝成形及接头力学性能[J]. 郑凯,韩晓辉,邹江林,刘永刚,马爱华,马明菊,武强,肖荣诗. 应用激光, 2018(04)
- [6]不锈钢高功率激光焊接熔深增加与缺陷控制研究[D]. 孙军浩. 上海交通大学, 2018(01)
- [7]保护气氛回流SAC305无铅焊点的可焊性与温度循环可靠性研究[D]. 陶业卿. 上海交通大学, 2017(08)
- [8]氮气保护不锈钢激光焊接接头组织及力学性能[J]. 李竹洁,吕俊霞,邹江林,张建超,吴世凯. 中国激光, 2016(12)
- [9]22SiMn2TiB钢焊缝高氮化PMIG自动焊接研究[D]. 薛浩博. 南京理工大学, 2016(02)
- [10]2205双相不锈钢激光焊缝组织调控方法研究[D]. 赖睿. 上海交通大学, 2016(03)
标签:激光焊接论文; 奥氏体论文; 焊接接头论文; 2205双相不锈钢论文; 元素分析论文;