激光全息小孔法验证超声波法残余应力无损测量

基于声弹性效应,超声波可以无损检测出结构内部应力.利用建立的基于临界折射纵波的超声波法焊接残余应力测量系统,对低碳钢双丝焊纵向焊接残余应力进行了实时快速无损测量.使用激光全息小孔法对超声波法测量系统的测量结果进行了验证.对两种方法的测量过程和测量结果进行了对比.结果表明,超声波法测量结果可靠,声波法克服了传统应力测量方法费时、耗力、破坏、体积庞大等缺点,整个设备轻便,可单人手提.系统支持程序使测量操作简便,过程实时快速.     

高速列车车体服役状态残余应力超声波法无损测量及验证

焊接残余应力影响焊接结构可靠性.传统残余应力测量方法无法满足焊接结构服役状态下的应力测量,无法实现薄壁结构的应力测量.使用改进的超声波法焊接残余应力测量系统,对壁厚3.5 mm的薄壁高速列车车体残余应力实现了无损测量,测量过程实时无损快速.测量结果与有限元模拟和激光全息小孔法测量结果对比,超声波法测量结果可靠,且对试验结果进行了讨论分析.建立的超声波法应力无损测量系统为焊接结构服役状态在线可靠性评估奠定了基础.     

A105钢双丝埋弧焊厚板对接试验及测量系统

介绍了焊接电流、电压、温度、变形及残余应力测量系统,建立了A105钢厚板单电源双丝埋弧焊对接试验的方案.在试验过程中,使用测量系统分别测量焊接电流、电压、温度、变形及残余应力,验证测量系统的稳定性及可靠性.结果表明,单电源双丝自动埋弧焊熔敷率高、热输入低,可满足大直径全焊接阀体球阀的制造要求.测量系统稳定,焊接试验过程获得温度、变形、电流、电压实时动态测量结果以及焊后残余应力测量的结果,为阀门的焊接、制造及设计合理的结构提供试验依据.     

基于熔池红外图像实时跟踪焊缝宽度算法研究

在激光焊接过程中,激光焊机所附带的传感器能够准确实时地反映焊接过程,焊缝宽度的实时动态变化对于描述焊接质量起着至关重要的作用。焊缝宽度准确测量的研究有助于理解焊接过程,获得焊接质量控制模型。针对大功率光纤激光焊接,利用恰当的滤镜系统获得清晰的焊缝熔池图像,建立熔池红外传感跟踪系统。针对大功率光纤激光焊接304型不锈钢过程,研究一种通过熔池图像实时检测焊缝宽度变化的方法。利用高速摄像机获得熔池动态红外图像,通过一系列图像处理技术得到焊缝宽度的识别模型。解决了在金属处于高温下熔池与周边非熔化区的温度比较接近,很难用红外摄像来准确测量焊缝宽度的难题。试验结果表明,所建立的焊缝实际宽度测量模型测量效果良好。     

铝合金5A12钨极氩弧焊板外变形的试验研究

通过自行研制的动态变形测量系统,对焊接过程板外变形进行实时测量.研究钨极氩弧焊接过程中,不同焊接条件下铝合金5A12板外变形动态过程及最终残余变形形态.分析板外变形动态过程及最终残余变形的产生机制及影响因素.结果表明,试板厚度和焊接热输入对焊接板外变形动态过程及最终残余变形有很重要的影响.残余板外变形分为,拱形、波浪形、碗形3种形态.     

三维拼缝激光焊接的变形动态补偿

针对三维拼缝激光焊接过程中的变形扰动,为实现三维轨迹的精确跟踪,需要在焊接过程中进行拼缝轨迹实时测量和动态补偿.在五轴联动数控焊接机床上,利用激光视觉传感器实现三维拼缝焊接过程的实时测量,获取拼缝轨迹的偏差信息,将偏差信息从测量坐标系转化到T件坐标系,实时补偿各运动轴的进给量,从而实现三维拼缝曲线焊接过程的动态补偿;分...     

基于Labview的激光焊接多点热循环曲线测量技术研究

测量焊接过程的热循环循环曲线对于进行焊接冶金分析和应力分析意义重大。由于激光焊接近缝区温度变化极快,且热源快速移动,对测量的仪器和系统提出了很高的要求。基于Labview软件和USB数据采集卡,选用高精度、快速响应热电偶,建立了激光焊接接触式测温系统。实现了冷端温度的实时补偿和激光焊接过程中多点热循环曲线的测量,系统能满足激光焊接热过程快速响应的要求,获得了准确的测量结果。     

焊接变形实验系统的研制

焊接变形实验系统目的是提高实验的科学性,通过高精度差动变压器式位移传感器,对实验中焊接变形的产生进行动态实时测量,把焊接过程中微小变形由记录仪用曲线形式记录下来,供实验分析和研究.     

基于红外传感的焊缝熔宽测量系统开发

焊缝熔宽是表征焊接质量的重要指标,焊缝熔宽的在线检测是焊接自动化生产的必然要求。采用红外温感相机对焊接过程中的焊缝温度进行实时采集,基于Lab VIEW软件开发焊缝熔宽测量系统。系统自动读取红外温感相机采集到的焊缝温度数据,基于相关算法计算出焊缝熔宽,进而绘制出焊缝熔宽实时变化曲线,以此在焊接过程中判断焊缝质量。试验表明,开发的红外熔宽测量系统可实现对焊缝熔宽的准确测量和在线监测。     

薄壁LY12铝合金焊接残余应力超声波法无损测量及验证

传统残余应力破坏测量方法无法满足焊接结构服役状态下的应力测量,无法实现结构的无损应力测量.基于声弹性原理,超声波法可以无损测量出结构内部的残余应力.使用临界折射纵波进行薄壁结构件测量时,易激发Lamb波和Stonely波等特殊波形,将影响测量的准确度.开发了适用于薄壁结构件测量的新型超声波法焊接残余应力测量系统,对厚度为2mm的两种LY12薄壁焊接结构进行了测量,测量过程实时无损快速.用切割释放法和有限元模拟进行了验证.结果表明,该测量系统准确可靠,为航天器薄壁焊接结构服役状态在线可靠性评估奠定了基础.     

45钢真空扩散焊接时的界面变形及其作用

通过研究45钢的真空扩散焊接工艺,重点研究了焊接界面在压力作用下的塑性变形,探讨了变形率对焊接质量和工艺制定的影响.结果表明,影响45钢真空扩散焊接质量的一个重要因素是在一定压力下的变形率;当变形率超过临界值后,即焊接界面通过塑性变形达到完全弥合后,温度、压力和保温时间对焊接质量影响不明显.焊后退火可改善焊接界面区组织使强度得到保证,扩散焊接时间缩短.     

焊接顺序对多焊缝干燥盘焊接残余变形的影响

建立了干燥盘焊接的有限元模型,采用分段移动热源法对同向、对向和反向三种焊接方案共15种焊接顺序的残余变形进行了数值模拟.结果表明,干燥盘的焊接残余变形为向上的环形凸起变形,从外径到内径变形量逐渐增大,最大变形量位于内径处;反向焊接方案间隔三排的焊接顺序得到的残余变形最小,仅为同向焊接方案间隔三排的63%,是15种焊接顺序中最大残余变形量的58.8%.干燥盘直径越大,每排焊缝的间隔时间加长,各种优化方案之间的焊接变形相对量的差有所降低,可以将每排焊缝之间的冷却时间适当缩短.     

A time-dependent measuring system for welding deformation

In this paper the establishment and application of a time-dependem measuring system for welding deformation are presented which is established with high quality sensors shielded from strong welding interferetwe. By using this system,vertical and horizontal displacements of the high temperature area are surveyed at the same time. And this system is also used for monitoring and controlling the deformation of real welded suttctures.     

工艺参数对板管间接点焊过程的影响

针对板管间接点焊过程中焊接变形较大,引起接头质量难以保证的问题.通过采集电极位移曲线,研究板管间接点焊过程中膨胀量和变形量的变化规律,分析不同焊接工艺参数(焊接电流、电极力和焊接时间)对该点焊过程的影响.结果表明,板管间接点焊焊接阶段,膨胀过程与变形过程相互耦合;保持阶段,在电极力作用下,焊接变形进一步加大,最大变形量随着电极力的增大和焊接热输入的增多而线性增加.发生喷溅时,电极位移曲线出现阶梯状畸变,可利用位移曲线斜率的变化评判该点焊的喷溅现象.研究结果为板管间接点焊过程在线监测与质量控制提供理论指导.     

基于二维DIC技术的电阻点焊板件变形分析

结合二维数字图像相关技术(DIC),针对焊接电流、通电时间及电极力对电阻点焊过程中工件翘曲变形量的影响规律进行了深入研究和讨论. 结果表明,利用二维DIC技术获得的工件变形过程与电阻点焊各个阶段相吻合,而且具有较高的精确度. 随着焊接电流和通电时间的增大,熔核形成造成的翘曲变形增大;随着电极力的增大,熔核形成造成的翘曲变形减小,同时电极下压造成的变形增大.二维数字图像相关技术在电阻点焊过程中的首次尝试为电阻点焊工艺的研究和焊接质量的提高提供了新的方法,对电阻点焊工艺的发展和完善具有重要意义.     

The Coupled FEM Analysis of the Transient Temperature Field During Inertia Friction Welding of GH4169 Alloy

The inertia friction welding process is a non-linear process because of the interaction between the temperature field and the material properties as well as the friction force. A thermo-mechanical coupled finite element model is established to simulate the temperature field of this process. The transient temperature distribution during the inertia friction welding process of two similar workpieces of GH4169 alloy is calculated. The region of the circular cross-section of the workpiece is divided into a number of four-nodded isoparametric elements. In this model, the temperature dependent thermal properties, time dependent heat inputs, contact condition of welding interface, and deformation of the flash were considered. At the same time, the convection and radiation heat losses at the surface of the workpieces were also considered. A temperature data acquisition system was developed. The temperature at some position near the welding interface was measured using this system. The calculated temperature agrees well with the experimental data. The deformation of the flash and the factor affecting the temperature distribution at the welding interface are also discussed.     

厚板角接多道焊的温度、变形及残余应力分析

采用振动焊接及气冷的方式与常规焊接对比,研究了埋弧自动焊厚板角接多道焊的温度、变形及残余应力.结果表明,和常规焊接相比,振动焊接不仅可以使焊接残余应力下降,而且也可以减小焊接横向收缩变形;气冷的方法,可以使试样散热更快,达到控制温度的目的,同时也可以减小焊接残余应力和焊接横向收缩变形.焊接中测量的焊接变形,为焊接结构的加工提供了参考数据.     

薄板激光焊接热变形的检测

主要对5052铝合金薄板在激光焊接中的变形过程进行了全程监控,对焊接变形量进行了精确测量并得到焊接过程中待测点的变形量随时间变化的曲线.相对于传统的变形测量而言,采用独特的非接触数字图像相关技术全场测量法对激光焊接变形进行精确的测量,使用三维云图再现了变形量,并在不同焊接参数下对焊接变形量进行研究,得到焊接变形量随激光功率的增加而增加,随焊接速度的增加而减小,随着离焦量负值变为正值而减小.待测点的变形量在焊接过程中呈现持续增长的趋势,但是在不同的时间增长的速度不同.     

薄板焊接热变形的视觉检测方法研究

在焊接过程中,焊件易受热变形,降低了构件安装精度以及结构的承载能力,导致焊件不符合设计和使用要求。精确测量焊接过程中焊件的热变形具有重要的意义。针对焊接过程中焊件热变形测量的问题,结合数字图像相关方法,提出一种基于时序匹配的散斑图像视觉检测方法,提高了图像的采集质量;通过有限元仿真,验证了该方法测量焊接变形的精度较高。该方法实现了薄板焊接热变形的高精度视觉检测     

天然气管道在役焊接径向变形数值模拟

采用焊接模拟软件SYSWELD研究了压力及修复时间对天然气管道在役焊接径向变形的影响,并进行了试验验证.结果表明,在0~4 MPa压力范围内,径向变形量随压力的增大而增大,在4~6 MPa压力范围内,径向变形随着压力的增大而减小,并在6 MPa压力时近似等于常压焊接的变形量;随着焊接修复时间的增加,径向变形量逐渐增大,具有时间效应;预测焊接烧穿时,瞬时径向最大变形法优于内部点径向变形法.