铝合金振动焊接过程非线性时间序列模型分析

针对7系列超硬铝在传统熔焊过程中易出现热裂纹、气孔和焊接接头软化等问题,研究振动焊接工艺过程中,焊接工艺参数变化与焊接接头强度间的非线性关系机理,建立基于焊接过程工艺参数测量数据的7075超硬铝振动焊接接头强度非线性时间序列预测模型. 文中在7075超硬铝振动焊接过程参数测量数据的基础上,建立了焊接过程参数时间序列,并在此基础上研究建立了焊接过程系统相空间重构参数及确定性检验方法. 根据重构相空间的相点演化轨迹与焊接接头强度参数间的非线性关系,建立相空间相点演化轨迹的人工神经网络拟合模型,对焊接接头的断后伸长率、抗拉强度、硬度、焊缝余高、晶枝最大粗度、晶粒数量等物理参数进行计算. 根据建立的模型进行的一系列焊接接头强度试验显示. 结果表明,该模型的预测结果可以满足工程需要,具有工程实用价值.     

混合聚类RBF神经网络焊接接头力学性能预测

构建混合聚类算法,与伪逆法结合建立RBF神经网络模型预测焊接接头力学性能.以TC4钛合金TIG焊接试验为基础,将焊接参数作为模型输入,焊后接头力学性能作为模型输出.通过仿真,该模型预测平均相对误差范围为1.74%~6.69%,具有较高的预测精度、适应性和泛化能力,能够预测焊接接头力学性能.采用数学解析对所建模型分解,得到焊接工艺参数与接头力学性能之间映射关系的函数表达式,可优化焊接工艺参数.利用焊接专业知识对模型的径向基单元参数进行调整,提高了模型的预测精度,为将焊接专家知识融入RBF神经网络模型开辟了新方法与途径.     

A6N01S-T5铝合金焊接软化行为及数值模拟

基于A6N01S-T5铝合金焊接接头显微硬度试验和微观组织分析,研究A6N01S-T5铝合金焊接接头软化特征,根据焊接接头不同区域的焊接温度及显微硬度,建立了A6N01S-T5铝合金软化模型.针对高速列车车顶焊接过程数值模拟,开发了基于平均温度曲线法的焊接快速数值模拟方法,并通过典型焊接接头试验验证.结果表明,平均温度曲线法可以替代移动热源进行焊接过程模拟.基于A6N01S-T5铝合金软化模型及平均温度曲线法,模拟高速列车车顶焊接过程,计算的车顶焊接变形与实测值比较吻合.     

超硬铝合金搅拌摩擦焊全局动态鲁棒控制技术

针对7075超硬铝在传统熔焊过程中易出现热裂纹、气孔等焊接接头软化问题,建立基于搅拌摩擦焊接工艺参数变化与焊接接头强度间的动态鲁棒控制关系. 根据全局运动与焊接强度参数间的非线性关系,建立搅拌针运动动态鲁棒控制模型,对焊接接头的断后伸长率、抗拉强度、硬度等物理参数进行计算. 建立未来时刻焊接过程工艺参数的鲁棒动态进化优化模型,实现工艺参数实时优化控制. 根据模型进行的一系列焊接接头强度试验结果,该模型的预测结果可以满足工程需要,具有工程实用价值.     

基于神经网络方法的焊接接头力学性能预测

针对焊接过程严重非线性和焊材中多种成分的复杂交互作用使得对接头力学性能的准确估算十分困难的实际问题,论述了神经网络技术在焊接接头力学性能预测方面的应用。研究了神经网络建模方法,提出采用均匀设计法优化设计神经网络参数,在四类17种钢材的焊接热模拟数据基础上,建立了预测焊接接头力学性能的神经网络模型。试验表明该模型可根据钢材成分和焊接规范对焊接接头及其热影响区的冲击韧度、抗拉强度、屈服强度、断面收缩率和硬度等力学性能进行较为准确的估算。试验表明,该预测方法较之传统统计方法,预测精度有了大幅度提高,为实现焊接接头力学性能预测提供了一条有效的途径。     

薄板搭接接头固有变形逆解析方法

文中采用变形测试和数值模拟技术相结合的研究手段对低碳钢薄板搭接接头固有变形的求解方法进行了研究,提出了该接头的固有变形分布简化模型,并利用固有变形逆解析方法推定了3 mm低碳钢薄板的固有变形.使用该方法得到的固有变形值来预测焊接变形能较好的再现试验结果.结果表明,采用文中提出的固有变形分布简化模型能获得高精度的固有变形值,搭接接头固有变形的逆解析算法是正确有效的.     

基于自适应模糊神经网络焊接接头力学性能预测

通过对TC4钛合金进行TIG焊,并测定接头的抗拉强度、抗弯强度和断后伸长率,获得网络仿真所需的数据.结合使用BP算法与最小二乘相结合的混合算法,建立了用于焊接接头力学性能预测的自适应模糊神经网络模型.利用该模型进行仿真,其平均误差远小于7%.结果表明,该模型可根据焊接工艺参数对焊接接头的抗拉强度、抗弯强度和断后伸长率等力学性能进行较为准确的预测,并且具有建模快、模型简单、预测速度快、预测精度高,泛化能力强的优点,从而为焊接接头力学性能预测提供了一条有效的途径.     

广义动态模糊神经网络焊接接头力学性能预测

建立广义动态模糊神经网络模型,用来预测焊接接头力学性能. 模型结构不再是建模时预设,而是在对逐个样本的学习过程中动态自适应调整. 引入椭圆基函数扩大函数的接收域,利用系统误差和模糊规则ε完备性作为模糊规则增加的依据,并将模糊规则ε完备性作为径向基单元的宽度确定准则. 以误差减少率评价模糊规则的重要性,并以此为依据对模型的模糊规则进行修剪. 采用三种不同厚度、不同工艺TC4钛合金TIG焊接试验,获得17组训练样本和5组仿真样本数据,建模并仿真. 结果表明,该模型能够对焊接接头力学性能进行较为准确的预测.     

基于AMESim软件的钢轨气压焊顶锻系统仿真

随着高速铁路的快速发展,对钢轨接头的要求也越来越高.气压焊适用于无缝线路的单元焊和锁定焊.其中顶锻过程是影响焊接质量的重要因素,研究影响顶锻过程的因素有利于改善焊接质量.采用AMESim仿真软件搭建项锻系统模型,根据气压焊的工艺要求设置子模型的各项参数,分析在顶锻过程中活塞杆的运动情况,得出溢流阀自身的特性直接影响顶锻...     

ADVANCED WAYS OF IMPROVING THEWELDED STRUCTURES

TheprogressintheleadingbranchesofthenowadaysindustryiscloselycormectedwiththesolutionofthoseProblems,whichareencounteredintheconstrUctionOfthereliableandlong--livedweldedstrUctures.TheseProblemsincludetheaPPlicationoftheadvancedstrUcturalmaterials,updatingthestandalsandnilesOfthestructUredesiring,OPtidrizationofthedesignofjointsandmembers,thesolutionoftheproblemsofthestructUleadaptabilitytofabrication,theselectionofoptimumtechnologiesOfwelding,thedesignofnecessapeoppmentforthestructu-refa…     

稀土元素对新型Al-Mg合金焊接接头组织和性能的影响

研究了Sc,Zr元素对新型Al-Mg合金焊接接头组织和性能的影响。建立了MIG电弧二维数值分析模型,模拟出电弧温度场的分布情况,电弧最高温度超过20 000 K,且温度分布存在较大的温度梯度,说明高温电弧对合金有益元素有一定的烧损作用。采用合金元素不同的焊丝ER5356,ER5B06和ER5B71作为填充材料,对2 mm厚新型Al-Mg合金进行MIG焊接试验,研究高Mg焊丝添加不同稀土元素对焊接性能及组织的影响。结果表明,使用3种焊丝均可获得性能优良的焊接接头,使用ER5B06焊丝的接头力学性能得到一定提升,但焊缝晶粒细化效果不明显;使用复合添加Sc,Zr微量元素的ER5B71焊丝,接头晶粒能够有效细化,力学性能进一步得到提升。3种焊丝中,采用ER5B71焊丝的焊接接头强度最高,焊接系数为83%,焊接接头中起到细化晶粒作用的析出相以Al3(Sc,Zr)为主。同时,无论采用哪种焊丝,焊接热影响区未发生明细的晶粒粗化,说明在母材中加入一定的Sc,Zr微量元素,可提升合金材料抗软化能力,有效抑制热影响区再结晶行为。 创新点： 采用电弧物理数值模拟和进行试验结合的方法,进行研究论证,使研究内容充实,有理论深度,更具说服力;选择具有稀土元素的铝合金和焊丝作为研究对象,对新材料及焊材的研发具有一定指导意义。     

冷热冲击对无铅钎料可靠性的影响

文中对比了一种新型低银钎料Sn-Ag-Cu-Bi-Ni（SACBN07）与市场上的SAC305,SAC0307两种无铅钎料的抗冷热冲击性能.利用纳米压痕试验等微观测试方法研究时效后界面组织及力学性能的变化.结果表明,SACBN07的抗冷热冲击性能最好,焊点失效后三种材料中裂纹的扩展路径不同,SAC305失效裂纹位于体钎料中,SACBN07钎料断裂位置逐渐由钎料基体转移到金属间化合物（IMC）层中,而SAC0307断裂位于界面IMC中;钎料中Bi,Ni元素的加入有效地抑制了IMC的生长,相同冷热冲击时间,SACBN07钎料中界面IMC厚度最薄;SACBN07体钎料的硬度受冷热冲击影响最小,时效后仅降低了8.6%,而SAC305与SAC0307分别降低了12.5%和28.3%.     

基于人工神经网络的焊接接头力学性能预测系统

对神经元网络在焊接接头力学性能预测上的应用做了探索,训练了焊接方法包括焊条电弧焊、气体保护焊、埋弧焊和TIG焊的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和断面收缩率模型.并在此基础上设计完成了基于人工神经元网络的焊接接头力学性能预测系统.利用可视化界面编程技术和数据库技术制作了友好的人机用户界面.焊接接头力学性能预测系统包括添加...     

ANN在焊接接头抗弯强度预测中的应用

采用Ni—Fe—C合金作为填充金属,获得了基于11G焊的WC-30Co／45钢焊接接头。采用人工神经网络(ANN)方法,对WC-30Co／Ni-Fe-C／45钢11G焊过程中输入参数(焊接参数和填充金属成分)和力学抗弯强度之间的关系进行预测和分析。训练数据经过数据标准化处理,送入基于反向传播的多层前馈神经网络模型训练。并采用均方误差对模型进行误差分析。并采用训练的网络对焊接参数和填充金属成分与抗弯强度之间的关系进行预测。最后通过试验对预测结果进行了误差分析。结果表明,当采用碳含量(质量分数)0．6％或0．8％;Ni／Fe比为1．9～2．7的合金作为填充金属时可以获得较高的抗弯强度;构建的基于反向传播算法的ANN模型适用于评价WC-30Co／45钢TIG焊接头的抗弯强度,优于传统方法。     

35CrMoA+S275NL异种钢焊接工艺研究

在不同的焊接工艺条件下,用自动TIG焊对35CrMoA+S275NL异种钢进行了焊接.通过焊接接头试样,分析了焊缝和热影响区金属的显微组织,并测试了焊接接头的显微硬度.结果表明,在不同的焊接工艺条件下,均能获得冶金结合良好的焊接接头,当焊接电流为100A、焊前进行150℃预热时,获得焊缝金属的组织更细小,非金属夹杂物和...     

两种预测焊接接头力学性能的模糊神经网络

针对焊接过程的高度非线性、多种因素的交互作用复杂,难以预测焊后接头力学性能.以TC4钛合金TIG为基础,建立了自适应模糊神经网络（ANFIS）和模糊RBF神经网络（FRBFNN）焊接接头力学性能预测模型.以焊接工艺参数、接头力学性能作为预测模型的输入、输出参数.利用27组试验数据对模型进行训练,用另外6组试验数据进行仿...     

喷瓷管道焊接接头的自熔覆防护

通过分析焊接对喷瓷管道焊接接头处瓷层的影响，提出了用自熔覆法对焊接接头进行防护。试验结果表明，在合适的电流下采用TIG焊打底能够使焊口附近的瓷层重熔并向焊缝流布、熔覆，在焊缝区形成保护层，起到自熔覆防护作用；焊前管端预涂釉浆能有效增加焊后接头区自熔覆瓷层的厚度，提高瓷层的防护效果；焊后采用火焰加热对接头区进行重熔处理，可以消除瓷层中气泡、裂纹等缺陷。采用焊前管端预涂釉浆、TIG焊打底、焊条电弧焊填充、焊后接头区瓷层重熔处理等配套措施能够有效解决喷瓷管道焊接接头的防护问题，焊后不用进行内补口。     

不同焊接工艺对双相不锈钢力学性能及耐腐蚀性能的影响

采用三种不同的焊接工艺对双相不锈钢S31803进行焊接试验,通过对接头微观组织、力学性能、氧含量及耐腐蚀性能的观察与测试,确定最佳焊接工艺参数,并分析了焊接工艺方法对焊接接头组织、力学性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明:与GTAW,SMAW相比,GTAW+SAW焊接工艺获得的接头的冲击吸收能量和耐腐蚀性能均可以满足双相不锈钢的制造标准要求,可以在压力容器制造中广泛使用。     

双丝埋弧焊接头性能研究

在16Mn钢板上进行双丝自动埋弧焊工艺试验,得到了不同焊接速度下的焊件.对不同工艺参数下得到的焊接接头试样进行了拉伸试验、硬度测试以及金属显微组织观察,并计算了双丝自动埋弧焊时的熔敷率.结果表明:采用双丝埋弧焊得到的焊缝外形美观;金属熔敷率与焊接速度成反比;随着焊接速度的降低焊接线能量相应的增大,较长的高温停留时间会促...