基于Kohonen网络弧焊机器人摆动跟踪时摆幅与频率的智能识别

针对10mm厚钢板V型坡口接头的弧焊机器人摆动跟踪焊接,实时测量电弧电压和焊接电流的瞬时值,对其进行两次统计处理,构建不同摆幅和摆动频率时的焊接电参数特征矢量,采用Kohonen网络识别技术,建立了焊接电参数特征矢量与摆动焊接摆幅和频率的内在联系,为定量研究摆幅和频率对V型坡口焊缝成形的影响提供依据。     

基于MARC的多层多道焊数值仿真研究

文章首先应用Marc有限元软件建立了对接焊缝的有限元模型,依据余氏经验电子理论确立了马氏体的开始转变温度Ms,使用数值仿真技术对双层单道焊的焊间冷却时间进行调整.然后对比了层间温度分别为Ms与室温的冷却速度,得出前者的冷却速度要比后者慢两倍多,表明采用控制焊间冷却时间使层间温度为Ms的方法可以降低冷却速度避免出现冷裂纹.最后,对比了多层多道焊中采用V形坡口顺序焊接、X形坡口对称焊接焊后变形与残余应力大小,结果表明采用双面焊的X型坡口的焊后变形以及残余应力分布要优于采用V形坡口顺序焊接.     

基于激光视觉的多层多道焊接坡口特征点提取方法

多层多道自适应焊接一直是实现中厚板焊接自动化的难点.文章研究了多层多道焊焊接坡口特征点提取方法,通过对焊接坡口激光条纹图像特征分析,首先采用中值滤波去除图像噪声,利用阈值分割和重心法提取激光条纹中心线,然后经过中心线拟合直线求交点和逐列搜索对比获取焊接坡口轮廓的四个拐点,为后续多层多道自适应焊接提供了可行性技术途径.     

铁路起重机底架侧梁埋弧焊焊接裂纹产生的原因及防止措施

NS1252型铁路起重机是北车兰州机车有限公司自主研发的125t轨道救援起重机,起重机底架侧梁是重要的承重部件.底架侧梁为采用16Mn中厚板(厚度分别为25mm、30mm和60mm)焊接而成的长方形箱形结构,焊接时采用埋弧自动焊,焊丝选用H08A,焊剂选用高锰高硅低氟焊剂431;焊接方法是在25mm和30mm厚的钢板上分别开V型45.坡口,然后再分别与60mm厚的钢板进行多层多道焊接,焊缝长度6520mm.在焊接过程中检查发现,焊完一道焊缝敲掉药皮后,焊缝中间均有一条由始至终的纵向裂纹,裂纹呈不明显锯齿形状,且裂纹深度几乎与焊缝深度相当.通过对裂纹产生时间和部位的分析,以及通过对16Mn中厚板材料本身特点的剖析,确定了裂纹的类型,阐释了裂纹产生的原因及防止措施.     

焊接节点构造细节的低周疲劳试验研究

为了研究Q235低碳素钢平板对接焊接试件以及十字型承载V型坡口焊接试件的低周疲劳行为,采用等幅应变控制法对24个试件在不同塑性应变幅下的超低周疲劳性能进行了测试,拟合得到了两类焊接构造细节试件的疲劳寿命S-N曲线,并将测试结果与国际焊接协会发布的疲劳设计规程中同类焊接构造细节的S-N曲线进行对比.结果表明:平板对接焊接试件与十字型承载V型坡口焊接试件的裂纹起源不相同;在超低周疲劳范围内,两类焊接材料的损伤破坏主要包括材料延性损伤和循环疲劳损伤,比国际焊接协会中相同疲劳构造细节的高周疲劳寿命S-N曲线预期的疲劳强度更低,表现出更低的疲劳寿命.     

环境压力对熔化极气体保护焊焊缝强度及韧性的影响

利用高压焊接试验舱在环境压力分别为0.1、0.5、0.9MPa的条件下,以Q235C钢板为母材进行V型坡口对接焊试验,通过调节焊接电流和电压、焊接速度及焊枪摆幅等焊接参数,获得了不同环境压力下成形良好的焊缝,并对焊缝进行力学性能检测和微观组织形貌观察.结果表明:随着环境压力增加,焊缝的抗拉强度增加,韧性明显下降,焊缝及其热影响区的微观组织因环境冷却作用的增强而出现了上贝氏体组织,但焊缝的综合性能仍能够满足水下焊接相关标准的要求.     

高压环境下湿度对低碳钢熔化极气体保护焊焊接质量的影响

利用高压试验舱模拟高压环境,在环境压力为0.5 MPa的条件下进行了V型坡口对接低碳钢熔化极气体保护电弧焊焊接试验,利用湿度监测系统监测焊接过程中周围环境的湿度变化情况,并进行了焊缝的力学性能测试及其微观组织形貌分析.结果表明:随着环境相对湿度增加,焊接接头的冲击韧性下降;焊缝热影响区(HAZ)的金属微观组织变得粗大,而且出现了少量贝氏体组织,但仍能够满足美国焊接学会提出的水下焊接规程(AWS D3.6M-2010)的要求.     

坡口宽度对超窄间隙焊接电弧特性的影响

坡口宽度小于5mm的超窄间隙焊接中,当坡口宽度进一步减小时,电弧特性变得很敏感,对焊接工艺参数的适应性要求提高.采用焊剂带约束电弧超窄间隙焊接技术,通过调节坡口宽度和焊接工艺参数研究其对超窄间隙电弧特性的影响规律.结果表明:在超窄间隙坡口中,保持工艺参数不变,坡口宽度减小,会使焊接电流增大,侧壁熔深变宽.当坡口宽度和送丝速度一定时,其焊接电流随电弧电压的增大呈上升趋势,且坡口宽度越窄,焊接电流对电弧电压的变化越敏感.利用不同坡口宽度下的电弧特性可对超窄间隙焊接时所匹配的工艺参数进行有效调控,坡口宽度变窄,所适用的焊接参数减小.     

多管、板相贯坡口切割的数学模型

利用三维空间齐次坐标变换中的平移变换和旋转变换推导了圆柱体在直角坐标系中的一般方程，求出一般条件下的多管、板相贯的相贯线方程，利用空间解析几何原理推导了多管、板相贯坡口的两面角和实际切割角的表达式，建立了切割多管、板相贯坡口的数学模型。该数学模型也可用类似管接头的自动焊接。     

焊缝层数对特厚度管板焊接残余应力与变形影响的有限元分析

基于ABAQUS软件,建立了顺序耦合的焊接残余应力与变形有限元计算程序,对大型环氧乙烷（EO）反应器国产化中采用的390 mm厚20MnMoNb特厚板拼焊反应器管板的焊接过程进行了残余应力与变形计算,并讨论采用不同焊缝层数对管板焊后残余应力与变形的影响.焊接采用双U形坡口,通过翻转管板进行两面坡口的交替焊接,为防止管板发生过度变形,焊接时始终在管板两端压有重量为4.5 MN配重.计算结果表明：焊后管板发生了一端翘起的角变形,在靠近表层的焊缝及热影响区存在较大残余拉应力,在焊缝内部为较大的残余压应力;由于配重对变形的限制导致先焊面的应力大于后焊面;增加焊缝层数,使变形增加,残余应力降低,但并不显著.对如此大型特厚板约束焊,增加焊缝层数不是降低其焊接残余应力的有效手段.     

不锈钢氮气等离子弧手工切割的试验研究

在自制设备的基础上,进行了氮气等离子弧不锈钢手工切割试验研究,本文综合分析了等离子弧工艺参数对稳定性、割口质量及生产率的影响。并初步研究了不锈钢切割时割口底部熔瘤的形成过程和消除途径,以及喷咀烧损的原因和提高寿命的措施。同时进行了等离子弧割口与鉋削加工不锈钢坡口在焊接后性能的比较,并提出了厚度为8～20毫米不锈钢板合适的切割规范。     

基于激光视觉传感的船舶型材机器人焊接焊道编排及系统研制

针对船舶T型材对口焊接中结构复杂、焊接装配精度差,导致无法直接使用示教型机器人进行焊接的问题,本文采用Servo-Robot激光传感和焊接专家系统,通过开发的用户界面选择板厚、长度及坡口角度,实现激光寻缝,自动匹配焊接工艺参数,并调用机器人焊接程序完成T型材多层多道自动焊接,提高了船舶T型材焊接效率和质量,降低了工人劳动强度.     

基于激光跟踪的V型坡口焊接机器人研究

介绍了激光跟踪焊接机器人的结构组成和工作原理。在分析了V型坡口焊缝空间位置和形状特征的基础上,采取结构光法标定焊缝图像,经过焊缝条纹图像处理,提取焊缝特征点,根据三角测量原理建立了特征点的三维坐标。通过建立图像空间到机器人末端焊枪的笛卡尔空间雅可比矩阵,计算出焊枪在基坐标下的位姿,利用机器人逆运动学方程,求得机器人各关节的位置值,最后由关节控制器控制各个关节的运动,实现了机器人V形坡口焊接的视觉控制。     

提高中厚板的激光切割精度分析

针对中厚板切割质量缺陷进行分析,通过调整百超激光切割机参数,并使用一系列防止过热手段,从而提高中厚板的激光切割精度,成功解决了困扰中厚板切割质量的问题。     

管端相贯线坡口切割割炬位姿控制

针对管端相贯线坡口切割过程中存在三维空间曲面加工问题，研究割炬轨迹的保证和姿态的选择是获得良好加工质量的关键．利用空间解析几何原理，建立了管-管。管-板及管-管、板相贯带坡口切割时割炬位姿控制数学模型．提出了最大Z坐标原则求管-管、板相贯线坡口切割割炬轨迹的方法．对管-管、板相贯线坡口切割实例进行了割炬位姿控制仿真分析，研究了在不同相贯段时割炬位姿和两面角、坡口角以及割炬姿态角等相关参敷的数学表达式，理论研究表明在拐点处割炬姿态的转变应分多步进行，从而保证拐点处的切割质量．为管端相贯线坡口精确数控切割提供了理论基础．     

多管相贯坡口曲线数控切割割炬姿态控制函数的重构

针对数控切割多管相贯的焊接城口曲线时,曲线产生位置的不连续和切矢的不连续的问题,给出多管相贯坡口曲线数控切割割炬姿态控制的数学模型,研究用三次样条曲线进行光顺的算法,得出算法实现的计算机程序框图,通过实例验证算法的可行性,并对重构前后的函数进行仿真.理论分析和仿真表明,该重构算法在保证焊缝间隙可控的前提下,实现了对姿态...     

窄坡口MAG焊摆动参数对焊缝成形的影响

为了解决窄坡口侧壁熔合问题,改善焊缝成形,采用窄坡口高速摆动MAG焊枪,进行了不同摆动宽度和摆动频率的焊接试验。通过测量焊缝宏观金相获得焊缝截面尺寸,对焊缝截面尺寸随摆动宽度、摆动频率的变化趋势进行曲线拟合,研究了高速摆动电弧窄坡口MAG焊摆动参数对焊缝成形的影响规律。结果表明,增加摆动宽度和频率都能减小焊缝熔深,增加侧壁熔深,当焊枪摆动宽度使侧间距大于-0.5mm、小于1mm时会获得好的焊缝成形,摆动频率增加到5Hz以上时,能消除焊缝指状熔深,但是当摆动频率高于9Hz时,增加摆动频率,焊缝截面尺寸的变化不明显。获得的这些摆动参数对焊缝成形的影响规律能够为焊接工艺参数的选择提供指导。     

相贯线焊接坡口数控切割的变步长控制算法

针对目前数控等离子切割机进行管端相贯线焊接坡口切割过程中切割速度设定的控制策略方面的不足,为了达到保证被有效切穿的情况下提高切割加工质量的目的,通过对割炬姿态控制数学模型的建立和分析,提出变步长相贯线的插补控制算法,使数控插补过程中的步长随着切割厚度的变化而改变.理论分析和仿真结果表明,采用该算法能使切割速度自动适应切...     

V型坡口对接焊接图像处理方法的研究

该文根据V型坡口对接的特点,通过对多种图像处理方案的对比和分析,从中选出最佳方案,对各个处理步骤安排合理,优化工艺流程,用最少的步骤实现了对焊缝特征值的提取,对最终实现焊接质量图像跟踪奠定了基础。     

金属管路分支新工艺

在管路上制作分支管路时,用传统的工艺方法制作过程是在需分支处的母管上按需要切出一个近似相贯线形状的孔,并沿孔缘做出焊接坡口,再把支管插入孔中进行焊接.这种工艺方法的不足之处在于相贯线孔切制不易准确且费时(用火焰切割),焊接支管时,由于相贯线孔是空间曲线,不便于采用自动焊接,尤其是当管壁厚度较大时,其焊透性及充盈程度不易保证,焊渣清除困难,一些焊接缺陷往往使此处易发生腐蚀.采用凸缘分支工艺方