大型厚壁筒体斜插弯管接头应力特征有限元快速预测

针对大型厚壁焊接结构尺寸大、焊接时间长,以及有限元计算需要耗费大量时间和空间的特点,基于ANSYS有限元软件,建立了简化焊道数、简化移动热源及两者都简化的多道焊过程应力有限元快速预测模型.针对厚度达125 mm的筒体斜插弯管接头,分别采用3种简化模型预测了其残余应力及过程应力的演化特征,得出了3种简化模型在进行大型厚壁结构多道焊过程应力预测中的异同.结果表明:采用简化焊道数的方法计算接头应力,在焊道填充方向的误差大于简化移动热源的方式;当研究相同焊道平面内的应力状态时,简化移动热源的方式比简化焊道数具有更大误差.这是因为简化移动热源,会增大接头的过程应力峰值,而简化焊道数,对于焊道数较多、焊接时间较长的接头的过程应力可能具有更大的影响.     

75mm宽带极电渣堆焊工艺研究

利用微机控制的带极堆焊设备，进行了７５ｍｍ×０．４ｍｍ宽带极电渣堆焊（ＥＳＷ）工艺及焊道质量控制的研究．找到了影响焊道几何形状和稀释率的因素及其影响规律，得到了最佳工艺规范参数．利用这一最佳工艺规范参数进行了堆焊，并对焊道性能进行了测试，结果表明焊道性能满足ＥＳＷ法的要求，能够获得优质堆焊焊道．     

浅熔深堆焊法研究

本文通过对磁控带极电渣堆焊过程中电压波形的分析和对带极端头形状的观察,探讨了浅熔深堆焊法的物理本质,经过焊剂、焊接规范、附加外磁场及电弧存在比例的变化对母材熔深及焊道质量影响的试验,指出了浅熔深堆焊法获得优质堆焊层的基本规律。     

考虑焊接变形的装配偏差分析在动力集中型动车组中的应用

焊接是列车车体装配过程中应用最为广泛的连接方式,焊接变形会对动车组装配尺寸精度产生较大的影响.针对动车组侧墙窗口模块焊接装配尺寸控制问题,利用热弹塑性有限元法提取3种典型焊接接头的固有应变,并基于固有应变法得到窗口模块的焊后变形量;结合三维尺寸装配偏差分析,最终给出计及焊接收缩量变化的侧墙窗口模块的偏差结果.将模拟结果与实测数据进行对比分析,结果表明:考虑焊接变形因素的装配偏差模拟结果与实际测量值较为吻合,故该方法可对动车组侧墙窗口模块的焊接装配偏差进行有效且准确的预测.     

附加补偿气体射流冲击熔池方法对不锈钢脉冲MIG高速焊的影响

为提高不锈钢焊接速度并抑制驼峰焊道及咬边缺陷,文中提出人为干预焊后熔池运动的新思路,并通过引入补偿气体射流对高温未凝固熔池进行冲击,实现对不锈钢脉冲MIG焊(熔化极惰性气体保护焊)熔池进行人为干预而达到改善焊缝成形的目的.该方法利用自制的脉冲MIG焊接熔池补偿气体射流试验平台,以304不锈钢为焊接工件,进行等线能量输入条件下不同焊接速度和不同补偿气体射流流量试验.结果表明,补偿气体射流方法可使焊接速度提高2倍以上,焊缝平直、均匀、美观,无驼峰焊道和咬边缺陷;焊缝截面分析表明,该方法对驼峰部位堆积的液态金属调节率达78.63%,使焊接过程力热效率提升达74.36%.     

DP590双相钢电阻点焊熔核形成过程的数值模拟

基于SORPAS软件,针对DP590双相钢建立了描述点焊熔核形成过程的轴对称有限元模型,通过数值模拟定量揭示了双相钢点焊熔核的生长以及焊接热输入对熔核形成的影响,进而预测了典型点焊规范参数下的熔核尺寸,并通过实验验证了所建模型和计算结果的可靠性.结果表明:在一定的电极压力和焊接电流条件下,随着加热时间增加,点焊熔核经历了塑性粘连-产生熔核-熔核迅速长大-熔核缓慢长大的过程;随着点焊热输入的增加,熔核中心的最高加热温度升高,熔化温度以及奥氏体化温度以上的停留时间均延长,有利于奥氏体的均匀化以及熔核长大;由于数值模拟时对点焊飞溅考虑不足,使得在焊接电流较大时,计算所得熔核尺寸明显大于实测值,而在中、小焊接电流时熔核尺寸的模拟结果与实验结果较吻合.研究结果对汽车轻量化生产中双相钢的焊接具有指导意义.     

焊接工艺规范参数对焊接产品质量影响因素的分析

本文重点阐述焊接工艺各规范参数对焊接质量的影响,主要从焊缝形状尺寸与焊接工艺规范参数的关系、焊缝与熔池的关系延伸到焊接工艺各规范参数与焊接质量的关系进行了详细的分析,揭示了焊接质量的关键在于焊接热输入的控制。     

异型钢结构料仓制作技术研究

异形钢结构料仓,因钢结构类型复杂,制作装配精度要求高,为了控制好料仓的构件尺寸,需要保证各项加工技术参数准确。在工厂制作过程中,一方面在钢板切割下料时,控制下料的尺寸及开口档距的尺寸;另一方面优化拼装焊接顺序要求,按照一定的跳焊顺序,选择合适的电流、电压参数,来控制料仓的整体装配尺寸、焊接变形等问题。同时,结合实际制作问题的改进,最终改善了料仓结构的拼装尺寸误差。结果表明,通过小电流、小电压、从中间向两端分段跳焊,可有效改善焊接变形量。     

水蒸气保护下电弧堆焊工艺特点

通过分析不同焊接规范下的焊接电压和电流的波形 .研究了水蒸气保护下电弧及熔滴过渡的特点 ,发现其电弧过程行为有“燃弧—熄弧—短路”和“燃弧—短路”两种形式 .在焊丝直径和送丝速度一定的情况下 ,通过调节焊接回路中的电感量和电源电压 ,可以改变电弧的过程行为形式 .若电弧过程呈“燃弧—熄弧—短路”交替进行 ,并且熄弧时间最短时 ,短路过渡频率最高 ,在这种情况下 ,飞溅小 ,焊道成型好 ,焊接过程稳定 .     

管道焊接中的手工TIG焊的单面焊双面成形技术

压力管道TIG焊,即钨极氩弧焊在焊接中焊道背部易出现缺陷,用反向送丝的方法成功地解决了这一问题。     

CO2气体保护焊焊缝几何形状的数学模型

采用回归正交试验设计方法建立了细丝ＣＯ２气体保护焊短短过渡时焊缝几何形状和尺寸与烛工艺参数即电弧电压、焊接电流、焊接速度、焊枪角度、干伸长度间关系的数学模型。     

铝合金5083和5052的激光焊接

通过工件表面焊前准备状态、接头形式和焊接工艺参数对焊缝形状的影响，分析了铝合金５０８３与５０５２在相同焊接条件下的激光焊接相同点和不同点；通过焊缝截面形状和微观组织的观察，得到了焊接条件对焊缝表面下凹度和胞状树枝晶间距的影响趋势，观察到在本实验条件下的焊缝组织主要由胞状树枝晶的一次组织和二次组织组成；通过电子探针（ＥＰＭＡ）法对焊缝主要合金元素Ｍｇ含量分布及微观偏析的测定，认为Ｍｇ的蒸发损失受到焊接条件的影响；显微硬度的分布状态表明，焊接中Ｍｇ的分布及含量决定了显微硬度的分布与大小，而且Ａ５０８３和Ａ５０５２熔化区显微硬度分别大于母材值的９１％和９３％。     

基于SVR的旋转电弧焊接形态预测模型

本文提出了SVR算法建立旋转电弧焊接形态的算法。旋转电弧焊接过程是一个多因素耦合的过程,有必要建立关于旋转电弧焊接的焊缝形态预测模型。选择旋转频率,旋转半径,焊枪高度和焊接电流的四个主要变量作为模型的输入,焊缝的宽度和深度作为输出。试验结果表明,基于SVR建立的焊缝形态预测模型在小样本训练数据的情况下具有较高的精度。     

焊接熔池正面几何参数和背面熔宽的数据提取方法

不论熔透控制还是焊缝跟踪，都需要实时或离线提取焊接熔池正面或反面的几何参数．在小电流脉冲TIG焊接试验条件下，为了获得训练焊缝熔透神经网络模型的大量数据，提出了一套方法，包括用于实时提取焊接熔池正面几何参数的算法和离线提取焊缝背面熔宽的摄影测量法，并采用C 语言开发了相应的软件．试验证明，该方法是可行的．     

基于视觉识别的多层多道路径规划修正

摘要： 针对传统大厚板手工电弧焊和半自动焊工艺复杂、焊接效率低下、质量稳定性差等问题提出大厚板焊接的新方法：双机器人双面熔化极活性气体保护焊（MAG）,打底焊采用双机器人双面MAG错位焊接,填充焊采用双机器人双面MAG对称焊接.多层多道焊接过程中累积误差和焊接变形会对多层多道路径规划精度造成影响,准确的多层多道路径规划是实现大厚板机器人自动焊接的关键因素.提出基于视觉识别的多层多道路径规划修正方法,通过图像处理结合图像三维信息恢复获得各焊道实时填充信息,对多层多道路径规划进行修正,提高多层多道路径规划精度.     

焊缝熔合区焊接热循环模拟计算公式的研究

通过对埋弧焊及活性气体保护焊在不同规范、不同板厚、不同坡口形状及不同预热温度下的焊缝熔合区不同位置热循环的测定,了解和探讨了诸因素对焊接热循环及T_(8/5)r的影响规律。在此基础上,对传统的Rosenthal有限板厚点热源准稳定温度场解析式进行了修正,提出了热源位置应与焊缝横断面最高温度相对应、计算的反射级数应为1左右等新的看法,并确定了适用于低碳低合金钢计算的导温系数,同时解决了不同预热温度、不同坡口形状下的热循环计算。经过修正,计算的热循环曲线与实测曲线吻合较好。     

采用激光线光源的焊接坡口间隙视觉检测

针对生产过程中焊件的加工装配误差、焊件热变形等因素导致的焊接坡口间隙变化从而影响焊缝质量的问题,设计基于激光线性光源的焊接坡口间隙视觉检测系统.运用LabVIEW的Vision Builder AI 3.0图像处理模块对焊接坡口间隙变化进行实时测量,实现坡口间隙变化视觉信号的图像采集和检测.实验表明,焊接坡口的检测精度和实时性可以满足焊枪姿态、焊枪摆动角度和焊接过程中焊接规范的实时修正与控制要求.     

焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的实现

探索一种实现超窄间隙焊接的新方法.采用5 mm的坡口间隙,将特定成分的焊剂带沿坡口侧壁送入电弧区,对电弧进行约束,可阻止电弧沿侧壁攀升;同时能有效控制电弧的加热区域,保证坡口两侧壁的有效熔合.设计并试验研究焊剂带约束电弧超窄间隙焊接的焊枪.导电嘴采用弹簧片作用的双铜板结构,通过建立描述导电嘴在夹紧焊丝时的变形及受力方程,精确设计导电铜板的几何形状,保证其可靠导电性和耐用性.试验表明,焊剂带与电弧的相对位置,以及合适的送焊剂带速度是保证稳定焊接过程的关键.     

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。     

手工电弧焊与CO2气体保护焊焊缝成形特征研究

采用手工电弧焊与CO2气体保护焊对Q235钢板进行表面堆焊,研究了两种焊接方法的焊缝成形特征．结果表明,虽然手工电弧焊是气渣联合保护,有利于焊缝成形,但手工操作使得焊接速度难以保证匀速,导致焊缝表面粗糙,焊缝弯曲不平直;并且由于药皮焊条直径粗,导致手工电弧焊热影响区宽．而细丝CO2气保焊由于形成稳定的熔滴过渡,使得焊缝表面波纹细致、美观,焊缝平直,热影响区窄．CO2气保焊能精确控制焊接规范,可通过调节焊接规范来获得良好的焊缝成形,手工电弧焊不能精确控制焊接规范,不利于得到成形良好的焊缝．