机器人自动脉冲TIG焊J形坡口焊缝填充策略

核电压力容器封头由半球形封头和多个圆管相贯构成,连接的焊缝为J形坡口,轨迹是球管相贯的空间曲线,位于封头内部.由于该焊缝的特殊性,目前普遍采用手工焊接,质量与效率不佳.文中针对核电压力容器封头J形坡口的机器人自动焊接技术提出了一种多层多道焊填充策略.通过焊接结构分析,确定了J形坡口的焊接工艺分区,提出了设定焊接层数、道数的焊接轨迹规划方法,进而提出了焊接工艺参数的设定规则并据此对焊缝形状进行控制.结果表明,应用文中提出的焊缝填充策略及焊缝形状控制方法可获得良好的焊缝成形.     

用于球罐焊接的柔性导轨焊接机器人研究

针对大型球罐焊接的工程实践,开发出系列柔性轨道焊接机器人,实现球罐的全位置多道多层焊接;并针对研制过程中的难点对焊接机器人锁紧机构的设计、在线焊缝轨迹示教、在线全位置焊接参数控制、自主学习开放式专家系统进行详细说明.实践证明,该柔性导轨焊接机器人能够较好地完成复杂工件的多种焊缝的现场焊接.尤其是球罐全位置焊接的工艺要求.     

焊接自动线和焊接机器人

用于球罐焊接的柔性导轨焊接机器人研究 针对大型球罐焊接的工程实践,开发出系列柔性轨道焊接机器人,实现球罐的全位置多道多层焊接;并针对研制过程中的难点对焊接机器人锁紧机构的设计、在线焊缝轨迹示教、在线全位置焊接参数控制、自主学习开放式专家系统进行详细说明。实践证明,该柔性导轨焊接机器人能够较好地完成复杂工件的多种焊缝的现场焊接,尤其是球罐全位置焊接的工艺要求。     

焊接自动线和焊接机器人

用于球罐焊接的柔性导轨焊接机器人研究 针对大型球罐焊接的工程实践,开发出系列柔性轨道焊接机器人,实现球罐的全位置多道多层焊接;并针对研制过程中的难点对焊接机器人锁紧机构的设计、在线焊缝轨迹示教、在线全位置焊接参数控制、自主学习开放式专家系统进行详细说明。实践证明,该柔性导轨焊接机器人能够较好地完成复杂工件的多种焊缝的现场焊接,尤其是球罐全位置焊接的工艺要求。     

核电反应堆压力容器接管安全端焊接研究

以CNP600型核电机组反应堆压力容器接管与安全端异种金属焊缝为例,介绍了反应堆压力容器接管与安全端焊缝的结构、材料及焊接的一些影响因素,结合制造厂的实际焊接情况,总结了核电站反应堆压力容器接管与安全端异种金属焊缝的制造难点,分析了各因素对焊缝最终质量的影响及可能产生的质量风险,对于如何提高此类焊缝的焊接质量、规避焊接风险提出观点。     

基于机器人焊接大赛复杂组合件的焊接工艺分析

采用OTC弧焊机器人进行复杂组合件的焊接,分析了组合件的结构特点和焊接技术要点。在此基础上制订了组合件焊接的组对工艺、焊接顺序和焊接工艺参数。针对组合件编程施焊难点进行了工艺优化,提出了解决焊接难点的方案,最终得到了焊缝成形美观、尺寸符合要求、密闭性能良好的组合件,对今后工业生产中同类组合件的机器人焊接具有一定的指导意义。     

核电厂反应堆压力容器接管与安全端焊接工艺

核电厂反应堆压力容器接管与安全端的异种金属焊接一直都是压力容器制造过程中的重点和难点,按所选焊接材料不同,焊接工艺大致分为两大类:一种是采用不锈钢材料进行焊接;另一种是采用镍基合金材料进行焊接.当前国内在制造的反应堆压力容器的接管安全端焊缝大多数都采用不锈钢材料进行焊接,焊接结构基本都是隔离层+对接焊缝的形式.采用镍基合金焊接相比采用不锈钢焊接材料更具有优势,焊接结构大体分为两种:有隔离层和无隔离层.两类焊接材料的各种焊接工艺有各自的优缺点,都可以满足要求.     

大型核电结构焊接残余应力高效数值计算

提出采用模拟件-产品件有限元数值计算方法进行大型结构多道焊接残余应力的高效三维数值计算。首先进行模型件制造和试验测试,获得温度循环、残余应力等数据,然后针对模拟件残余应力进行数值计算,以试验数据标定模拟件模型和算法,并开展一系列的优化和高效计算,如焊道简化等,最后将优化算法和模型应用于产品件的数值计算上。实现了包含两非中心孔位置J型焊缝的压力容器顶盖产品件焊接残余应力高效计算,并研究了两J型焊缝间的应力叠加效应。结果表明:模拟件-产品件的研究方法可应用于核电大型焊接结构的残余应力高效数值分析,计算结果说明控制杆驱动结构管座焊缝之间的应力叠加效果不明显。     

横立转角位置的机器人焊接工艺研究

横立转角位置的焊接广泛应用于装甲车辆、工程机械等领域,随着焊接质量要求的提高,越来越多的产品要求使用弧焊机器人来完成,但弧焊机器人在施焊时的位置精度、工艺参数都是关键技术难点,本课题组以典型的横立转角焊缝为例,通过分析焊接轨迹,设置焊接示教点,调整焊接工艺参数,研究了适用于六轴机器人的横立转角位置的焊接工艺,在指导生产实践,解决工程应用问题方面具有较高的应用价值。     

基于Simufact的CRDM管座焊接残余应力数值模拟

利用热弹塑性有限元法,计算研究核反应堆压力容器控制棒驱动结构管座中心J形坡口焊接接头残余应力的分布规律,建立了三维有限元模型,基于双椭球热源计算焊接应力场,并与试验结果做比较。研究结果表明,使用该套软件和方法能够实现J形焊缝焊接残余应力的高效计算;J形坡口焊缝附近的纵向应力大于轴向应力,贯穿件内壁应力分布与实际试验测试结果相近,残余应力数值在焊接影响区浮动明显,不同坡位的应力分布也有不同。     

焊接机器人自动跟踪系统研究

研究开发了一种光纤式激光焊缝跟踪系统,介绍了该系统的结构组成及工作原理,对焊缝自动跟踪的系统定位、实时跟踪算法、抗弧光干扰等关键技术问题进行了深入探讨.该系统在管道预制焊接机器人的工艺试验表明,系统自动跟踪焊缝稳定性好、精度高,可满足焊接机器人全自动焊作业需求.     

百万千瓦级机组核反应堆压力容器焊接监造

结合驻制造厂的监造经验,从百万千瓦级机组核压力容器焊接前监造准备、关键焊接技术的主环缝焊接监造、接管安全端自动焊接监造、大面积不锈钢堆焊监造、顶盖与管座贯穿件异种金属焊接监造等方面详细介绍设备制造过程的焊接监造,说明了进行百万千瓦级机组核反应堆压力容器焊接监造所需要了解的重点和注意事项。     

免示教六轴焊接机器人在输电线路铁塔塔脚焊接中的应用

针对免示教六轴塔脚焊接机器人在输电线路塔脚焊接进行工艺试验,对去除加劲板的塔脚结构部件主焊缝进行全自动GMAW.验证了焊接工艺参数,检验了焊接工件的变形、焊缝外观及焊缝尺寸.将免示教六轴塔脚焊接机器人生产效率与原手工焊进行了对比分析.研究结果表明,免示教六轴塔脚焊接机器人,在输电线路塔脚焊接中,成形良好、焊缝外观优美呈...     

核电压力容器J型坡口自动焊接

核反应堆压力容器进出口接管与主管道相连接部位的坡口形式为J形,且与球面相交,进出口接管间距小,要求焊后变形小,焊接难度较大。针对以上问题,开发了J型坡口自动焊接机,通过精巧结构的设计解决空间狭小的问题;通过多轴控制系统解决了复杂行走轨迹的生成、修正和简单化操作问题;通过合理的焊接方法和夹具的水冷结构,解决了焊接变形问题;通过双层保护气体的设计,解决了焊缝保护的问题。经实际焊接确认,该设备满足实际生产需要,填补了国内此类设备的空白。     

机器人在焊接中的应用

介绍了近年来对机器人的需求及焊接机器人的应用现状,详细阐述了现有焊接机器人的关键技术,如焊缝自动跟踪技术、TCP自动校零技术、双丝高速焊接技术、多台机器人和外围设备协调控制技术等.结合工业发展的需要及智能控制技术、虚拟现实技术的发展,探讨分析了焊接机器人的发展趋势,指出了焊接机器人的发展方向,即必将与智能化技术、虚拟现实技术和控制技术等结合起来.     

反应堆压力容器下底圆J型坡口隔离层堆焊预热问题分析及其处理

介绍了反应堆压力容器下底圆中子测量管的焊接工艺.基于某制造厂发生的该焊缝相关的下底圆J型坡口隔离层堆焊预热质量问题,分析了预热、层间温度等焊缝质量影响要素及该质量问题的处理方案,为今后类似问题的处理和提高J型坡口隔离层的堆焊质量提供参考.     

管内锚固式相贯线专用焊接机器人

管道插接相贯线焊缝是典型的、复杂的空问焊缝.针对管道插接焊缝的特殊焊接工艺要求,采用串并联混合方式设计了一种新型的5自由度焊接机器人.机器人以管道内壁为锚固对象,实现了机器人锚固、运动机构、焊枪姿态调节机构和送丝机构的一体化设计.机器人利用3个关节对焊枪位置进行控制,利用2自由度的自动定心手腕机构对焊枪进行姿态控制,实现了焊枪位置和焊枪姿态的独立控制.针对该专用焊接机器人,建立了焊接机器人的运动学模型,给出了机器人运动学模型解法.实际焊接试验表明,该焊接机器人锚固牢固、定位准确,焊接过程可控性好,控制模型能够满足空间相贯线焊缝的焊接工艺要求.     

焊接机器人智能化关键技术与研究现状

综述了国内外智能化机器人焊缝跟踪关键技术,重点阐述了焊接机器人的研究现状,介绍了焊缝自动跟踪、多机器人协调、离线编程与运动仿真、虚拟现实等关键技术,对焊接机器人的未来发展趋势作了展望。     

RPV顶盖和CRDM管座焊接残余应力三维数值模拟

制造了反应堆压力容器顶盖和控制杆驱动机构(CRDM)管座贯穿件J形密封焊模拟件,测试了焊接过程温度和焊后残余应力;采用分段移动温度热源模型和热力耦合方法实现了三维焊接温度场和应力场的高效计算,并与试验结果进行了比较;基于模拟的三维残余应力场研究了J形密封焊的应力分布特征. 结果表明,采用的模型和方法能实现J形密封焊残余应力的高效数值计算,计算和试验结果符合较好;J形密封焊缝上的纵向应力大于轴向应力,贯穿件内外壁应力不均匀,焊缝和贯穿件坡上和坡下区域的应力大于侧坡区域应力.     

坡口角度对核电站压力容器J形接头应力和变形的影响

本文模拟核电站反应堆压力容器顶盖与CRDM贯穿件J形焊缝结构,采用自动钨极氩弧焊工艺,制作了3个不同J形焊缝坡口角度的模拟件,测量并比较了贯穿件的焊接变形、模拟件J形焊缝表面和管内壁的焊接残余应力,分析了相应的变化规律。结果显示,随着J形焊缝坡口角度的增大,CRDM管头、管尾的焊接变形均有所变大;焊缝表面的残余应力整体水平有所起伏,变化规律不明显;而CRDM管内壁残余应力分布趋势基本相同,但应力峰值有所不同。