《电焊机》杂志2024年第10期特别专刊
序 言
Preface
在“十四五”战略规划的宏伟蓝图下，在“以创新推动产业升级，以技术推动高质量发展”的总体背景下，中国焊接行业正以前所未有的速度推进现代化产业体系建设，致力于通过创新与技术的双轮驱动，实现高质量发展。为了积极响应这一时代号召，解决关键工业领域对先进焊接装备、焊接材料和生产工艺应用的迫切需求，由中国焊接协会、新型钎焊材料与技术国家重点实验室与成都电焊机杂志有限公司联合主办，杭州华光焊接新材料股份有限公司承办的第四届“华光新材杯”高质量论文推介活动圆满落幕。
本次活动共推荐了27篇优秀论文，这些论文侧重于在“焊接高质量发展”和“双碳”目标下的绿色焊接技术、高效焊接工艺和可靠检测手段及先进控制系统、模拟培训系统、智能 AI 焊接生产技术等在相关产业中的应用，是对提高产品质量、提升生产效率、解决绿色制造和现代焊接生产应用中的热点、难点问题而得到的先进技术阐述和经验总结。
值得特别关注的是，为进一步提高活动的行业影响力和论文推荐质量，本次活动对于解决焊接生产的共性、基础性的原创技术，以及焊接重大装备和相关材料、关键零部件的关键技术给予了重点推荐。其中，激光复合焊技术、最新核能、机车、造船焊接应用技术，以及新型焊接教育及培训系统等领域的论文更是亮点纷呈，充分展示了中国焊接行业在技术创新和产业升级方面的卓越成就。
此次活动的成功举办，离不开广大企业、学校和科研机构及论文作者的积极参与和支持。在此，我谨代表中国焊接协会和活动组委会，向所有为本次活动付出辛勤努力和贡献的各方表示衷心的感谢！同时，我们也期待通过本次活动，能够进一步激发焊接技术人员的创新活力，提升产品研发能力和技术创新能力，共同推动中国焊接行业新质生产力的发展。
最后，祝愿《电焊机》杂志在未来的发展中继续蓬勃发展、蒸蒸日上，为中国焊接行业的繁荣与进步贡献更多的智慧和力量！同时，我们也期待下一届“华光新材杯”高质量论文推介活动能够取得更加辉煌的成就！
本期论文速递（四）
我们将14篇获奖优秀论文（分四期）全部给大家，欢迎大家自行获取阅读
基于数据驱动的船舶中组立智能焊接技术应用研究
01
针对船舶中组立尺寸大、结构复杂、障碍物多，机器人自动化焊接难以应用，本文提出基于数据驱动的船舶中组立智能焊接技术，通过中组立三维模型和龙门式机器人构建仿真场景，采用广度搜索与深度搜索相结合的办法高效识别船体结构节点元素特征，并利用空间三维结构交线拟合提取焊缝曲线，建立安全焊接生产空间的防撞检测机制和避障规则，进而精准引导多机器人避障与自动焊接作业。结果表明，采用该智能焊接技术提高了中组立焊接效率和焊接质量，促进了船舶建造自动化、数字化生产，提升船舶行业智能化、先进工艺技术水平。
02
船体；焊接；机器人应用；智能制造
03
船舶中组立结构复杂、类型众多，构建三维船体模型空间焊缝曲线，开展机器人焊接避障运动轨迹规划，并结合多维度防撞检测，保障中组立复杂空间结构机器人焊接的安全性与稳定性，研究应用表明，本文提出的基于船体复杂模型数据驱动机器人焊接技术，对实现船舶建造自动化、数字化生产，提升船舶行业智能化、先进工艺技术水平有积极的促进作用。
电弧熔覆和激光喷丸对轨道交通用Al-Zn-Mg合金疲劳扩展和腐蚀性能的影响
摘 要
为了提高再制造修复铝合金的服役性能特别是疲劳性能和抗腐蚀性能，以轨道交通用具有代表性的Al-Zn-Mg合金板材为研究对象，在研究合金疲劳行为的基础上模拟实际服役条件对合金造成的损伤。通过不同的电弧熔覆工艺和激光冲击强化技术对产生裂纹的样品合金进行修复，综合比较了修复前后合金的服役性能差异。研究发现，与传统电弧熔覆相比，结合激光冲击强化的电弧熔覆能显著提高合金的疲劳抗力和耐蚀性，电弧熔覆结合激光冲击强化的样品在低应力因子强度范围内展现出更低的疲劳裂纹扩展速率，并在高应力因子强度范围仍维持较低的扩展速率，显著提升了疲劳寿命，同时也降低了晶间腐蚀深度，增强了合金的抗腐蚀性能。该研究结果可为轨道交通用铝合金结构件的服役寿命延长和腐蚀控制提供理论依据和科学指导。
关键词
再制造修复Al-Zn-Mg合金; 电弧熔覆; 激光冲击强化; 疲劳性能; 抗腐蚀性能
结 论
（1）在Al-Zn-Mg合金板材两侧开梯形坡口并在板材两侧进行单道次电弧熔覆，可对裂纹区域进行有效的修复。由于Al-Zn-Mg合金热导率高，因此需进行预热处理并将修复完成的合金置于石棉网，以防止试样因散热过快产生热裂纹。
（2）激光冲击强化可明显改善试样修复区域的疲劳寿命。在裂纹扩展前期（ΔK<25MPa·m1/2）时，电弧熔覆+激光冲击强化试样的疲劳裂纹扩展速率明显降低。当ΔK>25MPa·m1/2时，电弧熔覆+激光冲击强化试样的疲劳裂纹扩展速率同样略低于电弧熔覆试样的疲劳裂纹扩展速率。与电弧熔覆试样相比，电弧熔覆+激光冲击强化试样疲劳寿命由38223周次提升至153001周次。
（3）激光冲击强化可改善合金修复区域的抗腐蚀性能。合金原始板材晶间腐蚀深度在83~88μm之间，局部存在深度为186μm的点蚀坑。电弧熔覆焊料内部的晶间腐蚀深度约为49μm，局部可以达到68μm。母材内晶间腐蚀深度约为43μm，局部存在点蚀坑，深度为47μm。电弧熔覆+激光冲击强化后焊料内部晶间腐蚀深度由降低至32μm，母材内部晶间腐蚀深度降低至28μm。
高强铝合金焊接对板材性能的影响
摘 要
高强铝合金板在焊接过程中，热影响区的存在会导致板材性能下降，影响其使用寿命。为了探究温度试验对高强铝合金板的影响，并优化焊接工艺参数与板材选型，对热影响区的温度变化梯度与层间温度进行了系统研究。采用局部加热、匀质化受热模拟和热影响区层间温度模拟三种方法，分别对高强铝合金板进行受热模拟试验，并对比分析不同温度下板材的显微硬度、强度、延伸率、显微组织和晶粒尺寸等性能指标。研究发现，高强铝合金板的硬度随温度升高而先升高后降低，500 ℃是固溶强化的拐点温度。固溶处理可以增强板材的力学性能，但过长的固溶时间会导致晶粒粗大，降低强化效果。焊接过程中，热影响区对板材性能的影响范围约为6mm，超过9mm范围外，板材性能呈梯度分布。通过局部受热模拟工艺的调整，可以使焊接过程中呈现梯度分布的热场能量得到均质化处理，从而获得焊后性能分布优良的铝合金板材。
关键词
高强铝合金; 受热模拟; 热影响区; 温度试验; 焊接工艺
结 论
（1）通过对比焊接与局部受热模拟的差异，为高强铝合金板的热影响区的回复与再结晶机制提供了数据支撑，采用匀质化处理和固溶强化可以有效抵消因热影响区温度梯度变化引起的性能差异。
（2）在高强铝合金板材的热影响区，受影响最严重的区域集中在距焊缝6mm范围内。当距离超过焊缝9mm时，铝板性能呈现梯度分布的差异。从显微组织分析来看，这种性能差异主要取决于晶粒尺寸和加强相的弥散分布情况。晶粒尺寸越小，晶体排列越整齐，铝板的韧性越好；晶界完整度越高，加强相弥散越均匀，铝板的强度也相应提高。
（3）通过调整局部受热模拟工艺，可以使焊接过程中呈现梯度分布的热场能量得到均质化处理，从而获得焊后性能分布优良的铝合金板材。为了避免晶粒粗大带来的强硬度降低，同时达到固溶强化的效果，这种成分的高强铝合金板材最佳受热模拟工艺为：500℃固溶强化50min，可以抵消热影响区6mm范围内的软化效果。
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END
来源：《电焊机》杂志2024年第10期
