钨极惰性气体保护焊熔池三维自由表面特征参数的激光视觉测量

摘要： 针对现有的钨极惰性气体保护焊熔池三维自由表面测量方法难以应用于强弧光、高温辐射、液态金属表面镜面反射等问题,提出一种激光视觉测量法. 利用小功率点或线阵模式结构激光照射覆盖整个熔池表面,采用高速摄像机实时采集经熔池液态金属表面反射畸变的激光图像.设计图像处理算法提取成像激光点位置坐标,建立与投射激光点位置坐标的空间转换数学模型,离线获得熔池三维自由表面的几何特征参数值,对比实测凝固熔池表面对应参数值发现,所提取的几何特征参数值与实测值吻合较好,熔宽、长度和凸度误差分别为0.8%、0.6%和4.7%,证明激光视觉法能够实现熔池自由表面三维信息的动态测量,为采用几何特征参数调整熔池自由表面形貌变化控制焊缝成形及缺陷提供一种新方法.     

2219铝合金搅拌摩擦焊接工艺研究

借助于有限元仿真软件ANSYS模拟仿真2219铝合金搅拌摩擦焊接过程,得到在焊接准稳态阶段不同时刻和位置处的温度情况,确立了温度场在时间和空间上的分布规律.结果表明,焊接的最高温度为525℃,低于铝合金熔点.在试验中采用仿真所使用的焊接工艺参数,得出的焊缝表面质量较好,没有出现背部间隙及未焊透缺陷.在整个试验过程中,试验测得的工件温度变化与仿真模拟的结果误差小于5%.在进行试件的力学性能试验中,试件的抗拉强度达到母材的74%,均高于其它的焊接方式.所采用的焊接工艺参数对实际焊接6mm厚的2219铝合金具有借鉴作用.     

热输入对Q420FRE钢焊接热影响区组织和力学性能的影响

采用全自动埋弧焊法研究不同热输入对智能型耐火钢Q420FRE焊接热影响区微观组织和力学性能的影响。结果表明,随着焊接热输入的增大,熔合线及粗晶区组织没有明显粗化,组织类型及组成也没产生明显变化,均由粒状贝氏体和少量针状铁素体组成;细晶区组织为铁素体和珠光体;未相变区组织为粒状贝氏体和针状铁素体。随着热输入的增加,在热影响区Q420FRE钢表现出一定程度的软化,软化区域向母材方向推移并稍有扩大。热影响区Q420FRE钢的高温屈服强度和拉伸强度以及低温冲击韧性随焊接热输入的增加而降低,而其低温冲击韧性在-40℃低温下仍保持在240~330J的高水平。     

Fe-Mn-Si记忆合金激光焊接数值模拟

利用有限元方法,对Fe-Mn-Si记忆合金平板激光对接焊的温度场和应力场进行三维数值模拟。根据激光焊接特点,建立表面高斯热源和锥形体热源结合的复合热源模型,并编制APDL子程序实现焊接热源的加载和移动。结合材料非线性、相变潜热、边界换热条件等因素,通过模拟计算得到焊接过程中瞬态温度场分布和熔池尺寸,并分析整体温度场分布、焊接热循环特性。焊缝熔合线和尺寸的模拟结果与实际结果吻合良好,验证了模型的正确性。在温度场计算结果基础上,利用间接耦合法,对Fe-Mn-Si记忆合金激光焊的动态应力场和残余应力进行模拟计算,得到焊后最大残余应力为247 MPa,接近其屈服强度。     

EDZCr型耐磨焊条的研制

根据耐磨性和工艺性的要求 ,结合我国资源情况 ,运用正交试验法 ,研究设计了EDZCr型耐磨焊条的药皮成分 ,分析了药皮重量系数分别为53%和104 %的两种焊条在焊接电流分别为100A、180A、200A、240A时的堆焊层的硬度、金相组织和性能。结果表明 :用该焊条堆焊 ,不需专用设备 ,容易掌握 ,堆焊层硬度高 ,耐磨性好 ;药皮重量系数和焊接工艺对堆焊层性能有较大影响 ,生产中须根据具体情况确定。     

Ti/Cu/不锈钢爆炸复合界面层的电子显微组织

采用扫描电镜(SEM)与电子探针(EPMA)研究了Ti(合金)/Cu/不锈钢(S.S)爆炸复合界面层的电子显微组织特征,分析了界面层成分再分布规律及化合物的形成。结果表明,CU/S.S界面层具有明显的爆炸焊接波状组织,波长约200μm。Ti/Cu界面层呈锯齿波状,比较细小,波长仅30～40μm。在中间过渡层Cu,观察到大量的应力应变流线,显示爆炸复合过程冲击波流动特征。SEM照片及EPMA合析结果表明:在高温、高压、快速爆炸焊接过程中存在着复杂的冶金物理反应,形成多种反应产物。界面层除发生塑性形变外,还存在相互扩散,熔化和回复再结晶。     

伞齿轮精锻模超塑成形热喷涂层的超塑性固相扩散焊接

本文研究了３Ｃｒ２Ｗ８ＶＡ钢伞齿轮精锻模型腔火焰喷涂Ｇ１１２ＷＣ合金层及在模具精密成形时涂层的超塑性扩散焊接。在８２０℃，应变速率ε为３×１０－４ｓ－１的压缩条件下．基材和涂层均发生超塑协调变形，实现稳定可靠的超塑固相连接。研究表明，此时涂层孔洞闭合，涂层颗粒间界及涂层与基材的结合界面完全焊合。超塑性扩散焊接涂层的结合强度与高频和火焰重熔涂层相当，其耐磨性比高频重熔和火焰重熔高２０％～３０％，比改善前３Ｃｒ２Ｗ８ＶＡ模具高达６０％以上。     

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 .     

电极合金显微组织结构变化对焊接性能的影响

在93K低温下处理铬锆铜合金，发现α固溶体形成孪晶结构，并析出大量弥散的Cu3Zr和Cr2Zr细小颗粒。孪晶结构的形成依靠堆垛层错的滑移运动而形核和扩展。实践证明，电极合金结构的变化提高了其高温抗塑变能力，减少了粘焊现象，提高了电阻焊电极的焊接性能。     

基于刚柔混合建模的移动焊接机器人系统仿真

以某移动焊接机器人为例,在刚柔混合建模理论与方法的基础上,利用Pro/E对移动焊接机器人进行整体造型;不仅将模型导入到仿真软件ADAMS环境,而且利用ADAMS/AutoFlex模块对机器人部分构件建立柔性体,同时通过ADAMS/View构建了机器人的刚柔多体动态仿真模型。仿真分析说明：该模型能够准确的反映焊接机器人的...