导电摩擦焊过程中电流行为的研究

研究了一种新颖的焊接方法－－导电摩擦焊＾［１］，即在摩擦焊过程中向工件通入一定数值的电流，形成复合热源加热。由于电流的引入，增大了摩擦焊规范参数调节范围，对摩擦焊过程中焊接温度场起到很好的调节作用，从而可有效地减少焊接时间，降低主轴功率与扭矩峰值，减少变形量以及改善接头性能等，并对摩擦焊工艺和设备的改进将起一定的作用。     

连续驱动摩擦焊能量参数的计算机一体化实时检测技术

摩擦焊能量参数检测是摩擦焊接技术领域研究的关键问题．根据能量转换和守恒定律,通过对连续驱动摩擦焊主电机定子电流、电压信号实时的计算机检测,结合摩擦焊过程能量传输的特点,利用可靠的参数计算模型,采用独特的浮动求差法,首次实现了对连续驱动摩擦焊输出功率、摩擦加热功率以及摩擦扭矩等能量参数的计算机一体化实时检测,并对摩擦焊诸能量参数的变化规律进行了研究．     

搅拌摩擦焊技术应用与研究

 在搅拌摩擦焊技术发展的10余年间,从最初的铝合金焊接发展到多种金属轻合金和非金属材料的焊接,因其固相连接的技术优势得以迅速推广。文中对搅拌摩擦焊技术研究的成果与主要研究方向予以阐述,总结了焊接材料、搅拌头结构与材料、金相组织结构与力学性能、运动学和动力学模拟,以及焊接工艺与设备研究现状与应用前景。对于焊接材料研究,已经涉及具有高温流动塑性的金属和非金属材料;各类焊接材料与搅拌头结构及焊接工艺参数的工艺数值优化也在不断规范;金相组织结构与力学性能的研究则为焊接机制研究及搅拌摩擦焊的推广应用提供理论依据;运动学和动力学模拟作为焊接工艺参数优化手段得以广泛使用;搅拌摩擦焊设备的研制国内已经起步,并由单一的固定式搅拌摩擦焊机向多种类型、智能虚拟化方向发展,为搅拌摩擦焊的推广奠定基础。随着搅拌摩擦焊技术研究和应用的深入,对连接技术的发展产生巨大的冲击和推动,特别是航天航空领域的应用,必将带动搅拌摩擦焊技术在国民经济各行业装备制造过程中的迅速发展,具有非常光明的应用前景。     

可调零,高灵敏度的摩擦焊摩擦加热电流检测系统的研究

利用异步电机定子电流的轨迹，结合摩焊的摩擦时间短、功率变化大等特点，分析比较了检测定子电流与在定子端检测转子折算电流的优缺点。由于焊机系统存在着机械传动部分的能量损耗，在转子折算电流的检测电路中，着重以相量图为工具，分析设计了扣除这部分损耗的调零电路。该调零电路由幅值调零和相位调零两部分组成，且相位调整零采取激磁电流前移的办法，借助微机控制，可使该系统具有较高的测量精度和灵敏度。     

导电摩擦焊热源行为及其对工艺过程的影响

在对导电摩擦焊热源进行研究的基础上，建立了相应的传热方程，通过理论计算和实际测试，提示了导电摩擦焊热源的特征和导电摩擦焊工艺过程的特点。     

异种材料导电摩擦焊工艺试验研究

采用导电摩擦焊工艺对小直径异种材料进行了对焊工艺试验．试验表明：由于在摩擦焊过程中引入了电流，利用电阻热来补偿小直径工件在摩擦焊时摩擦热量的不足，因此使小直径异种材料的焊接成为可能．除研究了小直径异种材料导电摩擦焊的基本规律外，还对其接头微观组织与性能的关系以及接头中脱碳层和次生摩擦面的形成与防止进行了分析．     

搅拌摩擦焊研究现状及创新设想

搅拌摩擦焊是近二十年来新兴的焊接技术,和传统焊接技术相比,具有高效和环保的优势。同时由于是固相连接,可以有效解决以往难焊甚至不能焊的金属,使得我国在航空、航天和船舶等领域的制造水平大幅提升。本文就搅拌磨擦焊的基本原理,揭示了其研究现状,主要是焊接设备的现状,并对未来的发展趋势做一些探讨,希望可以拓展思路,更加深入的开展对该技术的应用。     

摩擦焊在石油机械制造业中的应用

摩擦焊是一种固相热压焊方法,通过机械摩擦在接触表面产生热量,并在载荷的作用下把两个同种或异种的金属或其它材质的工件牢固地焊接在一起.摩擦焊是一种优质、高效、节能和无污染的焊接技术,广泛应用于汽车、拖拉机、刀具、航空、军工、石油、化工等行业设备的各个制造部门,许多国家已把大力推广应用摩擦焊技术作为一项技术政策。在石油机械制造行业,摩擦焊技术已成功地用于钻杆、实心抽油杆、光杆、高压阀体、蝶阀和地质取芯钻具的制造中。     

试件形状对铝合金摩擦叠焊成形的影响

为了研究不同试件形状对铝合金摩擦叠焊单元成形的影响,选取7075铝合金为试验对象,使用ABAQUS有限元软件,对摩擦叠焊单元成形这一复杂的热力耦合过程进行数值模拟,在将其简化为二维轴对称模型的基础上,采用FRIC子程序和网格重划分技术进行分析.对比温度云图、变形情况以及应力分布,结果表明:试件形状能够影响焊接缺陷产生的以及缺陷的尺寸;相对于焊棒形状,焊孔形状对焊接缺陷产生的影响更大,直角焊孔对塑性金属的流动阻碍作用最大,倒角焊孔次之.圆角焊孔阻碍作用最小,更容易得到较好的焊接质量.     

摩擦焊技术在气体发生器研制生产中的应用

摩擦焊是一种固相连接方法,以其优质、高效、低耗和环保的突出优点在汽车零部件的制造中得到了大量的应用.本文介绍了摩擦焊技术在汽车安全气囊气体发生器研制过程中的具体应用.     

增压器涡轮与主轴的摩擦焊接

用正交试验法对高温含量ＧＨ２１３２（涡轮）与调质钢４２ＣｒＭｏ（主轴）摩擦焊工艺参数进行优化，测定了接头组织及性能。结果表明，摩擦焊接头的各项性能均达到设计要求，机车实际运行距离远远超过２０万ｋｍ。     

凸轮式响应放大摩擦阻尼器基于性态目标的能量设计方法

在前期对凸轮式响应放大摩擦阻尼器(cam type response amplification device with friction damper, CRAD-FD)研究的基础上,对安装该阻尼器的单自由度体系建立了能量方程,推导了简谐荷载作用下CRAD-FD单圈滞回的能量解析解;基于消能减震结构标准能量设计反应谱,提出了CRAD-FD基于性态目标的能量设计方法;以某10层RC框架结构为例,在设防、罕遇、极罕遇地震作用下验证了该方法的可靠性。研究表明：所推导的CRAD-FD的能量解析解正确,所提出的基于性态目标的能量设计方法可靠;消能减震结构通过CRAD串联小吨位摩擦阻尼器的减震与耗能效果可与直接安装大吨位阻尼器的效果相差无几或更优,体现了CRAD的响应放大效应。     

图象法焊接缝隙检测的研究

为了实现电弧焊过程的自动对中和焊缝质量控制，必须对焊接缝隙的相对位置和坡口几何参数进行检测。文章介绍了一套自行设计的计算机焊接缝隙检测系统，包括图象采集卡、光学传感器、计算机接口、图象处理软件，分析了它们的基本结构和工作原理。重点讨论了提高光学传感器、图象处理软硬件等抗干扰能力的措施。     

直接能量转换多缸节能气动系统研究

作者曾提出一种直接能量转换的多缸节能气动系统,它可节能近50%。本文研究这类系统相关气缸的容积关系,建立系统的动特性数学模型,进行计算机仿真和实验研究。通过仿真计算分析系统的动特性,为设计和使用这类系统提供科学依据。     

点焊热膨胀位移质量监控的研究

分析了电极间热膨胀位移监控点焊质量的原理和监控系统的基本构成。利用光栅位移传感器，建立了热膨胀位移点焊质量微机监控系统，实验结果表明，该监控系统具有自适应特性，能够有效地实现点焊过程质量监控。     

管体摩擦焊顶锻变形阶段污物清除的估算

根据连续驱动摩擦焊顶锻变形的特点，提出了估算顶锻变形过程界面污物清除率模型，建立了污物清除率为一次焊接参数和二次参数的函数关系。以此为基础，分析了管结构摩擦焊变形过程中界面及近界面塑性区金属质点的运动规律，并结合石油钻杆摩擦焊的实际施焊情况，测定了顶锻终了接头的塑性变形区宽度，估算了顶锻变形过程界面污物清除率。     

基于模型的机器人管道自动焊接系统

论述了一种以焊缝几何模型和焊接过程模型为基础的管道机器人自动焊接系统，通过对管道定位机构（工件定位器）和焊接机器人的运动协调控制，使得在整个焊接过程中，焊缝相对于重力始终保持于最佳方向，同时焊枪相对于焊缝也保持在最佳方位上。文章首先介绍了系统的总体概念，接着详细讨论了工件定位器和焊接机器人的运动控制算法，最后通过实验和仿真验证了系统的可行性。