基于小孔特征图像处理的变极性等离子弧焊接工艺研究

铝合金变极性等离子弧焊是一种新型高效的焊接方法。针对等离子弧对焊接工艺参数的变化比较敏感的问题,建立了视觉传感系统用于实时采集和处理小孔图像,通过大量的焊接工艺试验探讨了等离子弧焊工艺参数对小孔特征及焊缝成型的影响。结果表明,采用合理的焊接参数并结合背面小孔视觉特征,可以实现铝合金的穿孔型变极性等离子焊接,并能够稳定地控制焊接过程。     

等离子焊接熔池小孔尺寸的电弧信号检测

为了开发可行的实时检测等离子焊接过程中熔池小孔尺寸的传感技术,采集了对应于不同溶池小孔尺寸的电弧电压和电弧电流信号存入计算机,采用快速傅里叶变换（ＦＦＴ）和短时Ｆｏｕｒｉｅｒ变换对电弧信号进行了分析,发现位于频率区间ｆ＝２．５～３．５ｋＨｚ的电弧谱峰信号幅值的局部最大值ｐｆ随着熔池小孔尺寸的增大波动速度逐渐减慢,ｐｆ所对应的频率ｐｆｆ单调递减。在此基础上设计了合适的算法,从而得到ｐｆ和ｐｆｆ信号与     

小孔等离子弧焊接中小孔状态的传感技术研究

小孔等离子弧焊接是一种高能量密度的高效焊接方法。小孔的稳定性是影响小孔型等离子弧焊接过程稳定性和接头质量的重要因素。在焊接过程中及时获取表征熔池小孔特征行为的信息．就成为等离子弧焊接研究的前沿课题。介绍了小孔等离子弧焊接中小孔状态的传感检测原理，指出利用声音信号、电弧孤光强度、尾焰电压、熔池图像信号、多传感信息融合和等离子云导电性都能在一定条件下实现小孔状态的检测．并分析了这些传感方法的特点。     

小孔等离子弧焊接热场的有限元分析

根据小孔等离子弧焊接的工艺特点，建立了相应的热源模型和焊接热场的分析模型。数值模拟结果表明，一般的双椭球体热源和三维锥体热源不能准确描述小孔等离子弧焊接热过程。提出了改进型的三维锥体热源模型，可以较准确地计算焊缝的正面和背面熔宽，但熔合线走向的计算精度仍较低。在此基础上，考虑等离子弧对熔池的热-力作用，建立了符合小孔形态的热源模型，对小孔等离子弧焊接热场进行了有限元分析，计算出的小孔等离子弧焊缝形状与试验结果吻合良好。     

小孔等离子弧焊接能量分配及损失分析

通过公式计算对小孔等离子弧焊的等离子孤功率损失进行分析.等离子弧在焊接过程中的功率损失包括等离子弧通过喷嘴的功率损失、喷嘴出口到小孔的等离子弧功率损失、等离子弧穿过小孔的功率损失等.通过定量计算,研究了等离子弧在焊接过程中的功率损失以及在穿孔焊接过程中形成小孔所需要的等离子孤功率大小等问题.     

机械产品焊接过程中受控脉冲穿孔等离子弧焊接小孔动态行为分析

将视觉传感器应用于受控脉冲穿孔等离子弧焊接技术,检测小孔的动态行为,为调整机械产品的焊接工艺参数提供依据。结果表明:一个脉冲周期会对应产生一个小孔,每个小孔都依次经历了出现、长大、缩小和闭合,且小孔位置偏移量由刚穿孔时的最大逐渐变为闭合时的最小。     

一种新型等离子小孔焊接熔透闭环控制系统

建立了以电流和等离子体气流为控制变量的等子体小孔焊接熔透闭环控制系统，采用小波方法从焊接电弧电压信号中实时、准确地提取熔池穿孔信息，通过对2个参量的协调控制，成功地实现了“一脉一孔”的焊接工艺。实验表明，该系统不仅显著地提高了电弧穿透力，．能够有效地对10mm厚不锈钢进行小孔型焊接，而且具有良好的快速响应性能，成功克服了3－6mm厚度渐变及附跃变化带来的扰动，实现连续、稳定、可靠的较厚板穿孔焊接。     

等离子弧焊接过程数值模拟研究现状分析

等离子弧焊接过程数值模拟是研究等离子弧焊接机理和优化等离子弧焊接工艺参数的重要手段。以对小孔的处理方式作为分类依据,从未直接考虑小孔的PAW数理模型、假定小孔形状的PAW数理模型、计算追踪小孔边界的PAW数理模型、追踪小孔并直接考虑小孔作用的PAW数理模型四个方面综述了国内外等离子弧焊接过程数值模拟的研究进展。     

等离子弧焊接小孔行为检测方法概述

阐述了小孔型等离子弧焊接的工艺特点,解释了检测小孔行为的原因;详细介绍了目前小孔型等离子弧焊接过程中检测小孔行为的主要方法,并分析了各种方法的利弊;最后对这种先进的材料加工技术作出了展望。     

等离子弧焊接小孔形状和穿孔过程的数值分析

根据小孔壁面上的力学平衡条件,建立了穿孔等离子弧焊(PAW)的小孔模型.利用该模型,对6 mm厚不锈钢板PAW准稳态小孔的形成过程进行了数值计算,得到了不同工艺参数下准稳态小孔的形状和尺寸.根据达到准稳态时小孔壁面的受力状态,对PAW过程中小孔从盲孔到穿孔的转变机制进行了探讨,分析计算了小孔壁面上各区域的作用力大小.随...     

小孔等离子弧焊接热场瞬时演变过程的数值分析

根据小孔等离子弧焊接的工艺特点,考虑等离子弧对熔池的“挖掘”作用,提出了一种新的焊接热源模型（TPAW）,以描述和反映等离子弧作用下“倒喇叭”状焊缝横断面的特点以及等离子弧热流沿工件厚度方向的分布．在此基础上,对小孔等离子弧焊接热场进行了有限元计算,分析了引弧后熔池及周围温度场的瞬时演变过程．计算出的小孔等离子弧焊缝形状与实验结果基本吻合,达到准稳态的时间与实验测试值一致．     

等离子弧焊中小孔检测的研究

在小孔等离子弧熔透焊接中，利用等离子云电压能够检测小孔的成形。本文首次应用等离子鞘层理论，指出尾焰电压和等离子云电压的本质特点，提出计算尾焰电压和等离子云电压公式。为用简单方法检测小孔成形奠定了基础。     

SUS304不锈钢等离子弧焊接

对厚8 mm的SUS304(06Cr19Ni10)不锈钢采用等离子弧焊接,通过正交试验进行工艺参数优化,分析了SUS304不锈钢等离子弧焊接特点,并对其焊缝进行了X射线检验、力学性能及金相组织分析。结果表明,等离子弧焊接可以一次穿透8 mm厚的SUS304不锈钢,且焊缝表面美观。经X射线探伤无缺陷;拉伸试验断裂部位在焊缝处,抗拉强度符合标准要求,均能达到母材的抗拉强度值,焊缝组织为奥氏体+铁素体,热影响区与母材组织均为奥氏体+少量铁素体。     

日本松下开发出粉末等离子焊接工艺

日本松下焊接系统株式会社日前开发出一种适合于薄板焊接的工艺方法——粉末等离子焊接法,并将实施这一工艺的设备———“粉末等离子焊接机器人”投放市场。汽车制造业所用板材有着不断减薄的趋势,采用传统的电弧焊接工艺,无论是在焊缝外观,还是在焊脚高度、形状,焊接飞溅,成形及焊缝应力变形等方面都越来越难以满足焊接的质量要求。此次开发的粉末等离子焊接方法采用了稳定性及挺度都较高的等离子弧(焊接电流范围为5～200A),同时设置了可对粉末的添加量实施微调的控制功能(粉末供应量为0.5～6.5g/min),焊接时,粉末以焊枪枪头(电弧)为中心…     

TC4钛合金等离子弧焊接工艺研究

介绍了等离子弧焊接技术在钛合金连接中的应用,提出了等离子弧焊接钛合金的工艺及条件。     

TC4钛合金等离子弧焊接工艺研究

介绍了等离子弧焊接技术在钛合金连接中的应用，提出了等离子弧焊接钛合金的工艺及条件。     

窄坡口等离子-MAG复合焊工艺参数优化

针对转向架构架焊接变形及根部焊道背部成形问题,研究坡口角度为30°的V形窄坡口旁轴式等离子-MAG复合热源焊接工艺.文中以SMA490BW耐候钢平板对接为研究对象,基于响应面法建立了主要影响熔深的等离子电流、MAG电流、焊接速度、等离子气体流量与焊缝根部焊道的熔深、背部余高之间的数学关系模型,并依此模型分析了等离子-MAG复合焊接工艺参数对焊缝熔深能力的影响,获得了合适的复合焊接工艺参数.与普通MAG焊相比,窄坡口等离子-MAG复合焊接工艺既可保证焊缝根部完全熔透又能有效地减小接头的焊接变形.     

不锈钢水下等离子湿法焊接工艺分析

试验采用5 mm的304不锈钢板材,利用等离子电弧进行水下湿法焊接工艺试验.通过观察焊缝外观形貌和金相显微镜宏观组织,并借助超景深光学显微镜,评价了接头界面微观组织特征,最后通过拉伸试验对焊接接头的力学性能进行了测试.结果表明,水下等离子湿法焊接可以获得稳定电弧和优质焊缝,满足焊接性能要求.焊缝晶粒以均匀但略微粗化的平行树枝状晶为主,其间存在有较为致密、均匀的树枝状等轴晶.焊缝抗拉强度达到母材的77.56%.断口形态为典型的韧性断裂,但其表面存在的气孔,影响了焊缝力学性能.     

激光焊接中的等离子体与小孔行为分析

试验采用光、声信号检测设备,对1.8 mm镀锌钢板的CO₂激光焊接过程中的蓝紫光信号、红外辐射信号、可听声信号进行了高速采集,对比激光深熔焊与热传导焊过程中三路信号的联系与区别,分析研究了激光深熔焊过程的小孔与等离子体产生过程的瞬态行为.结果表明,等离子体与小孔并不总是同时产生,等离子体要先于小孔产生,热传导焊过程中也可能存在等离子体,在试验条件下,等离子体在激光作用于工件后3~4 ms产生,稳定的小孔在焊接后约14 ms后形成,并且激光焊接中产生等离子体的激光功率密度阈值要小于产生小孔的阈值.