激光焊接工艺的质量控制

激光是辐射的受激发射光放大的简称,由于其独有的高亮度、高方向性、高单色性、高相干性,自诞生以来,其在工业加工中的应用十分广泛,成为未来制造系统共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高辐射强度的激光束,激光束经过光学系统聚焦后,其激光焦点的功率密度为104~107W/cm2,加工工件置于激光焦点附近进行加热熔化,熔化现象能否产生和产生的强弱程度主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率。控制上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。这种焊接工艺在未来工业事业中将会得到广泛的应用与研究。     

激光焊接工艺的质量控制

激光是辐射的受激发射光放大的简称,由于其独有的高亮度、高方向性、高单色性、高相干性,自诞生以来,其在工业加工中的应用十分广泛,成为未来制造系统共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高辐射强度的激光束,激光束经过光学系统聚焦后,其激光焦点的功率密度为104～107W/cm2,加工工件置于激光焦点附近进行加热熔化,熔化现象能否产生和产生的强弱程度主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率。控制上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。这种焊接工艺在未来工业事业中将会得到广泛的应用与研究。     

激光焊接工艺的质量控制

激光是辐射的受激发射光放大的简称,由于其独有的高亮度、高方向性、高单色性、高相干性,自诞生以来,其在工业加工中的应用十分广泛,成为未来制造系统共同的加工手段。用激光焊接加工是利用高辐射强度的激光束,激光束经过光学系统聚焦后,其激光焦点的功率密度为104¹07W/cm2,加工工件置于激光焦点附近进行加热熔化,熔化现象能否产生和产生的强弱程度主要取决于激光作用材料表面的时间、功率密度和峰值功率。控制上述各参数就可利用激光进行各种不同的焊接加工。这种焊接工艺在未来工业事业中将会得到广泛的应用与研究。     

基于支持向量机的激光焊接过程质量监测

提出了一种基于支持向量机的激光焊接质量监测方法.在监测系统中,首先利用光、声传感器获取焊接过程产生的各种信号,然后利用Gabor变换提取出特征向量,最后利用支持向量机对数据进行融合以判断焊缝是否达到质量要求.实验结果验证该方法的分类正确率可达93%.     

现代弧焊控制在爬行式全位置弧焊机器人中的应用研究

简述了焊接工艺过程自动化的国内外发展现状,介绍了大型工件工地焊接机器人的研制和开发,重点介绍了爬行机构和机器人控制系统的研究现状以及传感器的设计与选择要求。焊接实验和试生产结果证明,样机运行平稳、可靠,具有很好的跟踪精度。     

激光转角传感器在机械工程中的应用

对作者研制的一种新型激光转角传感器进行了介绍，重点论述这种传感器在机械制造业中可以开发的多种用途——几何参数及物理参数的在线测量，同时也提出了改进传感器的途径。     

SYP系列盘管风机镀锌钢板叶轮激光焊接工艺

SYP系列盘管风机叶轮采用薄镀锌钢板焊接而成,传统的电弧焊焊接工艺由于其热输出量大、焊接废品率高,满足不了目前公司质量管控要求。而激光焊接作为一种新兴焊接薄镀锌钢板方法,具有无可比拟的强大优势。该文以SYP130/160J风机为例介绍了SYP系列盘管风机镀锌钢叶轮激光焊接工艺,通过对实际产品焊接质量检测表明,该焊接工艺以及焊后产品质量、成品率均可满足要求。     

基于组合激光结构光的视觉传感器检测算法及图像处理流程优化

基于激光结构光的视觉传感器广泛应用于焊接领域的坡口检测和焊缝跟踪。该文提出了一种基于组合激光结构光的新型视觉传感器,独特的光路结构设计避免了传感器应用于不同焊接位姿时繁琐的外参数标定,仅依靠传感器内部固有参数(应用前需校准)和焊接坡口图像的特征点坐标值,即可实现焊接坡口参数的在线检测,有效增强了传感器的适应性。通过对不同图像处理算法的改进和合理组合,对图像处理流程进行了优化。动态感兴趣区(region of interest,ROI)区域提取算法可快速寻获有价值的激光线和特征点所在区域,有效提升了后续图像处理速度;顶帽变换与自适应二值化组合,在将激光线灰度值均匀化的同时,实现了激光线与背景图像的有效区分。运用基于LOG(Laplacian of Gaussian)算子的边缘识别算法,可提取出激光线的单像素边缘;采用最小二乘法对所求得的激光中心线离散点进行直线拟合,通过联立直线方程求交点的方式,实现了对焊接坡口特征点图像坐标值的准确识别。借助Visual Studio平台,运用改进的图像处理算法、优化的图像处理流程和检测算法,对特征参数不同的V形焊接坡口进行检测试验,检测误差均在±4%以内,验证了所提出视觉传感器及其检测算法和图像处理流程的合理性和适用性。     

YAG激光与脉冲MIG复合焊

采用设计制造的复合焊接机头 ,研究了YAG激光 脉冲MIG电弧复合焊接铝合金时各种规范参数对焊缝成型的影响规律及激光与电弧的复合作用 .结果表明 ,在比较宽的参数范围内YAG激光 脉冲MIG复合焊接铝合金具有焊缝成型美观 ,无气孔等优点 ,熔深与激光单独焊相比增加 4倍 ,与脉冲MIG焊接相比增加 1倍以上 ,焊速显著提高 ,是一种理想的焊接工艺 .     

手表表面字块的激光焊接

采用输出为13焦耳/脉冲,激光脉宽3.8毫秒的单灯泵浦钕玻璃固体激光器,在透镜焦距为f′=52mm,偏焦5毫米的情况下,对上片为厚0.5～0.6毫米的黄铜表面,下片为1.5毫米厚的紫铜字块进行了激光穿孔重叠焊接,得到了双焊点字块承受剪切力达5kg以上的结果。证明手表表面字块的激光焊接工艺是可行的。讨论了输出能量、脉冲幅度、透镜焦距以及焊点处压力对焊接强度的影响。在难焊合金黄铜的焊接特性研究中,得出具有一定脉宽的、顶部稍有衰减的矩形波激光束对黄铜合金的焊接是有利的。     

钢丝网架点焊机的研制

介绍了一种新型钢丝网架点焊机的研制 ,该焊机主要是针对一种轻型建材钢丝网架聚苯乙烯夹心板的焊接生产而设计的 .所设计的控制电路 ,利用双单稳电路 IC,实现了点焊过程周波控制、过零触发 ,以及防重触发和误触发功能 ,保证了焊接过程稳定、可靠 .焊枪的设计满足焊接工艺的要求 ,易于操作     

高速埋弧焊烧结焊剂的研制

探讨了高速埋弧焊焊缝咬边的机理、影响因素和解决途径。研制了一种新型的焊速可大于80m/h的高速埋弧焊烧结焊剂,并介绍了这种焊剂的性能。阐述了焊接工艺参数的焊剂成份对高速焊焊接工艺性的影响。利用这种焊剂对16Mn和20g材料进行了焊接工艺实验评定,结果表明:利用这种焊剂可以解决高速焊咬边和焊接工艺性的问题,并能满足压力容器和锅炉钢焊接要求,是一种较为理想,可推广使用的焊剂。     

激光焊机在热轧卷连退线上的应用

激光焊机是连续退火线的关键设备,作用是将两卷带钢的头尾进行焊接,实现全连续退火作业。激光焊机具有能量密度大、焊缝质量好、易于过程参数控制等优点,成为近年来热轧卷连退线、酸轧线的首选。针对热轧卷连退线米巴赫激光焊机,分析了激光焊接工艺过程及其微观金属学原理。通过制订典型钢种的焊接工艺策略并进行实验验证,证明焊接工艺原理对现场参数优化有很好的指导作用。同时,介绍了焊缝质量的各种离线检测方法,用于工艺摸索阶段。工艺固化后,在线焊缝质量检测QCDS系统,将实时反馈每次焊接的质量信息,极大减轻操作人员的工作压力。     

镁合金焊接技术研究进展

成熟可靠的焊接技术是镁合金大范围应用的重要保证。本文针对目前镁合金焊接技术的研究现状与存在问题进行了综述与分析,指出各种镁合金焊接技术都具有自身的优、劣势,对其选择应该立足于焊接技术本身的特性与焊接部件的具体要求。其中,钨极氩弧焊、搅拌摩擦焊和激光焊是镁合金焊接工艺中具有巨大发展潜力与应用前景的焊接技术。     

不锈钢薄板激光点焊工艺对金相组织的影响分析

以厚度为0.5 mm的304不锈钢薄板作为研究对象,通过实验探讨了不同工艺下激光点焊的金相组织、力学性能.经过焊点金相微观组织的观察和焊点拉伸强度的试验,可得出结论:激光点焊焊接质量良好,很少出现气孔、飞溅、焊接裂纹、未熔透、未熔合等焊接缺陷,而且不同的激光功率密度或加热时间,对焊点的形貌、尺寸和金相组织有很大影响; 焊点处的耐腐蚀性强度比母材低,而且大部分焊点拉伸位移达到1.5 mm左右就会断裂,平均拉伸强度比母材低281.2 MPa,但平均屈服强度比母材高,满足不锈钢薄板作为换热器的需求.     

马口铁激光焊接质量的实时光-声监测

针对激光小孔效应焊过程中等离子体辐射出特征光并伴随特征声的现象,提出了采用光声信号联合实时监测激光焊接质量的方案.分析了等离子体辐射光谱和等离子体波声谱,研究了待征光、声信号的变化规律,发现光、声信号强度与工艺参数及焊接质量间有良好的对应关系.据此研制成光-声联合监测试验装置,可用于马口铁激光焊接的实时监测.     

新型机器人控制器在焊接系统中的应用

为了实现焊接机器人焊接功能产权化,采用了一种新型机器人控制器--KeMotion机器人控制器,在此基础上实现了机器人在控制器平台上的焊接功能集成应用,包括焊接系统的控制总线结构、硬件构成以及应用指令模式,实现一种基于新型控制器平台的工业焊接机器人焊接系统方案。在此平台上实现了机器人焊接功能开发,并通过实际焊接作业过程验证了焊接功能开发方案的有效性以及系统的可行性,满足焊接工艺要求。     

激光深熔焊接小孔内等离子体的反韧致辐射吸收研究

在假设小孔为圆柱形的基础上，通过跟踪光线在小孔内的多次反射轨迹，对激光深熔焊接过程中小孔内等离子体的反韧致辐射吸收进行了研究，计算了小孔孔壁上吸收的激光功率密度，分析研究了孔壁的多次反射次数、聚焦透镜的焦距以及小孔直径等因素对孔壁上的激光功率密度分布的影响．计算结果表明：小孔孔壁通过等离子体的反韧致辐射吸收的激光功率密度主要取决于等离子体对直射激光的反韧致辐射吸收，小孔孔壁的多次反射光只对小孔下部孔壁的激光功率密度分布有一些影响．随着聚焦透镜焦距的增大，小孔孔壁上吸收的激光功率密度峰值减小，但分布区域向小孔深处推移．最后，对小孔孔壁上吸收的激光功率密度与小孔的尺寸之间的关系进行了讨论．小孔的尺寸取决于孔壁上吸收的激光功率密度大小．激光功率密度越大，小孔直径越大。     

特种压阻式加速度传感器的研制

通过动力学分析和有限元模拟,设计出了具有高过载保护功能的加速度传感器结构.采用微型机械电子系统技术和集成电路工艺制作出了高精度、高灵敏度的硅微固态压阻平膜芯片,通过玻璃粉烧结工艺将其键合在弹性梁的应力集中处,利用激光焊接工艺,制造了量程为±20 km/s2、过载能力为30倍满量程的特种压阻式加速度传感器.实验表明,在对传感器施加集中载荷和动态冲击的条件下,传感器可达到静态精度为0.86%满量程、动态响应频率为3.43 kHz的技术指标,从而满足了非常规武器在触发控制等特殊领域的应用要求.     

ZK60镁合金的CO2激光焊接工艺研究

采用CO2激光焊接ZK60高强镁合金薄板,并使用金相显微镜、万能拉伸试验机、扫描电子显微镜等分析测试手段,研究CO2激光焊接接头各区域的显微组织、接头的力学性能、断口形貌特征等,分析主要焊接参数(包括激光功率、焊接速度)对焊接质量的影响,探讨高强镁合金的激光焊接工艺特点.研究结果表明:在本实验条件下,采用CO2激光焊接工艺能够实现镁合金ZK60的连接;通过适当地选择工艺参数可以获得比较理想的焊缝,接头抗拉强度可达母材强度的80.4%.