冷轧管机技术在焊接中的应用
在焊接中，焊缝区晶粒粗大、热影响区组织长大、焊缝残余应力较大且有应力集中现象、焊缝的冲击韧性下降等是焊接过程中容易出现的普遍现象，而且不仅仅局限于某一种或几种材料和焊接方法。冷轧管机的产生与焊接材料和焊接方法无关，仅受到外加激励源特性和电弧等离子体高频特性的影响。通过对多种材料（A3、45、16MnDR、09MnNiDR、1Cr18NiTi、TC4等）和多种焊接方法（手工电弧焊、CO2气体保护焊、埋弧自动焊、TIG、MIG等）的冷轧管机焊接实验，证明了冷轧管机作为一种通用的方法，不受焊接材料和焊接方法的限制，对于改善焊缝接头组织的综合性能有明显的作用，为提高焊接接头组织的性能提供了一种全新而且有效的方法。
（1）碳钢焊接
对多种钢材的实验表明，冷轧管机的引入，对于细化焊接接头组织的晶粒、改善热影响区组织、改善焊缝区应力分布等都有明显的作用，大大提高了焊接接头组织的综合性能；同时，还发现了许多在常规焊接条件下难以实现的新现象。
对A3钢交流埋弧自动焊，在冷轧管机作用下，焊接接头组织的热影响区发生明显的变化。激励超声的频率升高，“热影响区”的宽度增加，并且呈指状分布。微观金相分析表明，在冷轧管机作用下，“热影响区”的组织不再是晶粒过度长大的薄弱环节，而是细小的等轴晶，表现出正火组织的优良特性。
对45钢手工电弧焊，加入50kHz的冷轧管机后，焊缝区组织明显细化。冷轧管机对焊缝中柱状晶的生长具有抑制作用，并使焊接接头组织发生显著变化。常规焊接时焊缝组织为较多的先共析铁素体和侧板条状铁素体；当激励源的中心频率约50kHz时，粗大的联生结晶组织得到明显的细化，焊缝金属形成较多的针状铁素体。
（2）低温钢焊接
对低温钢09MnNiDR埋弧自动焊，通过焊接试样的熔合区与热影响区的形态分析，观察到焊缝中柱状晶生长受到抑制，组织细化而且分布均匀。对试样进行低温冲击韧性试验，证实焊缝区和热影响区的冲击韧性有不同程度的提高，尤其在50kHz激励频率下，09MnNiDR焊缝区冲击韧性提高近50%，热影响区则提高80%以上。
（3）不锈钢焊接
对奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti，采用手工电弧焊、堆焊的工艺进行试验，结果表明冷轧管机的引入对不锈钢的焊缝区组织形态有较大影响，原来的条状组织变成网状组织，晶粒度减小，而且随着频率的提高，组织弥撒得越均匀。可见冷轧管机焊接对不锈钢焊缝区组织晶粒的细化具有明显的作用。
（4）钛合金焊接
对航天工业中应用最为广泛的α＋β双相钛合金Ti-6Al-4V（TC4）的交直流/脉冲TIG焊进行了系列试验。加入冷轧管机后，焊缝区柱状晶得到了一定程度的细化。在50kHz的激励频率下，焊缝区晶粒的形态出现了明显的变化，焊缝区几乎完全是由晶粒细小的等轴晶组成的，各区域之间的界限很不明显。这将大大提高钛合金焊接接头的性能。
（5）改善焊缝应力分布
用A3钢斜Y坡口的焊接规范，通过电弧直接把超声能量引入焊接过程，进行了对比实验，并且用小孔法和磁记忆法两种方法测量了焊缝及周围区域的应力分布。未加冷轧管机时，焊缝周围区域的应力分布极不均匀，应力的最大值也比较高。加入冷轧管机后，应力分布明显改善，在激励频率为50kHz时，应力的平均值减少了约40%，且应力值的波动区域也比较小，同时冷轧管机的引入可以在焊缝上附加压应力，从而提高焊缝接头的性能。http://www.wxsjjg.com/