基于温度场实时检测的焊接质量模糊控制系统

针对焊接工艺的特点,以工业用电荷耦合器件(IC-CD)传感器为测量元件,建立了焊接温度场图像实时采集与处理系统。采用模糊推理控制算法,并在手动控制策略的基础上提出了该系统的模糊控制规则。以焊接电流为控制量,研制了薄板钨极惰性气体(TIG)焊背面温度场等温线宽度闭环控制系统。通过控制接近熔点温度的等温线宽度最终实现了对焊缝背面熔宽和熔透的控制。大量的焊接工艺试验表明,系统有较好的适应性和较高的稳态精度和动态响应特性,并具有较强的抗干扰能力。     

焊接温度场的实时检测及等温线宽度闭环控制

介绍采用比色法进行焊接温度场实时检测的等温线及热循环参数信息进行等温线宽度闭环控制，实验表明：温度场实时检测速度快，等一宽度闭五动态响应品质好，可在要求苛刻的条件下获得满意的熔透控制。     

考虑对流换热因素的阶形脉冲激光加工热过程解析解及实验验证

材料的激光加工热过程是涉及激光束、工件及周围环境相互作用的复杂热交换问题, 特别是对流换热边界条件的变化将对温度场分布及加工质量产生很大影响. 而以往的温度场求解中, 对流换热条件基本都被简化或忽略, 直接影响了温度场及后续流场、应力场的计算准确性和精度. 研究了考虑对流换热边界条件的材料表面脉冲激光加工热过程, 通过Laplace变换的方法求解出物体温度场分布的解析解, 对无量纲参数进行了适当地设置和定义, 研究了无量纲距离x′、无量纲时间τ、表面无量纲能量吸收M及Biot数Bi与温度分布(无量纲温度T ′)之间的相互关系. 通过分析表明, 随着Bi值的增大, 外界的对流换热作用越来越强烈, 使得温度最大值所处位置偏离开材料表面, 逐渐向内部偏移. 采用红外测温的方法对解析解模型进行了实验验证, 取得了较为理想的结果.     

窄间隙埋弧焊接头熔合区弱化的研究

低合金Cr-Mo耐热钢结构的焊接成形广泛应用于能源、化工等大型重要装备的制造中,对焊接区强度、韧性、蠕变性能有很严格的要求。但由于焊接区存在填充金属、熔合区、母材淬硬区、软化区化学成份、组织和性能的显著差异,焊接接头的力学行为与均质材料表现出很大的不同,需采用能同时体现出各区力学特点的跨区实验寻找其中的薄弱环节。该文对典型的2.25Cr-1Mo耐热钢窄间隙多层多道埋弧焊焊接接头进行了跨区三点弯曲试验,在熔合区附近存在二次裂纹;采用断口扫描电镜、金相分析、显微硬度测试及数值模拟方法对此裂纹的成因进行研究。结果表明:熔合区主要为较软的铁素体组织,紧邻淬硬区高硬的马氏体组织,在裂纹附近存在较大的硬度分布不均。进一步的有限元分析表明:由于硬度分布不均导致应力集中,致使弱化的熔合区在试验中产生二次裂纹。该结论对于调整焊接材料与母材的组配形式以及调整焊接工艺都具有较重要意义。     

大型构件水下焊接机器人系统研究与开发

21世纪是海洋世纪。我国现场探明的海洋石油蕴藏量约246多亿吨。由于我国工业的快速发展,石油消费是继美国、日本之后的世界第三大国,对进口石油的依赖度达到30％左右。     

基于流固耦合理论的混流式叶片动力学分析

为了避免机组发生共振,以某一混流式转轮叶片为对象,提出叶片在空气和在工作流道中的动态特性方程,采用有限元方法建立叶片在空气中和工作流道中的频率计算模型和方法,得出了流体对叶片固有频率的影响系数.结果表明: 叶片在空气中和在水介质中振型基本相似,但随叶片结构及振动形式的改变,叶片固有频率发生变化.该方法对于流体激振力的研究和叶片的疲劳设计校核具有一定的参考意义.     

温度场在气电立焊机器人磁吸附设计中的应用

爬行式气电立焊机器人的磁吸附机构距离熔池较近,而且采用了磁悬浮铜滑块设计,考虑到温度对铁磁性的影响,研发中需要了解焊接温度场的分布状况.该文以Rykalin公式为基础,构建了气电立焊的温度场模型,采用Matlab7.0.4软件进行了数值计算和仿真,得到了焊接过程中的温度分布.研究表明,温度场对于爬行式气电立焊机器人的磁吸附机构基本没有影响,但是会直接影响到吸附铜滑块的设计,因此在计算悬浮磁块吸力的时候需要考虑温度系数.气电立焊温度场模型的建立为爬行式气电立焊机器人的磁吸附机构和磁悬浮铜滑块的设计提供了重要依据.     

用比色法实时检测焊接温度场的计算机处理技术

设计了用比色法实时检测焊接温度场的传感器与计算机处理系统。为了得到宽范围温度场的全面信息，使用了三个不同的曝光时间对温度场不同范围的温度进行检测，详细描述了三个不同温度区域的计算机数据采集、处理以及它们之间的连接处理方法，最后得到了焊接温度场分布，从而可以得到等温线分布参数、焊接区域各点的热循环参数等，为焊接过程及焊接质量控制提供了新的方法。     

图象比色法温度场实时检测系统各个因素对测温的影响

对图象比象法测试场实时检测系统中各个因素包括目标材料性质，表面状况，测温距离，ＩＣＣＤ曝光时间，镜头光圈系数等对测温的影响进行了理论分析和实验研究，结果证实了ＩＣＣＤ热明比色法应用于实际温度场实时检测的可行性及其可靠度。