焊剂片约束电弧焊接三明治板熔滴过渡与熔池波动研究

针对焊剂片约束电弧(FBCA)焊接高强钢三明治板熔池研究难点,采用侧边贴敷耐高温石英玻璃片方法,采集焊接动态过程信息,实现熔池边缘曲线的提取与特征参数的计算,研究不同参数下熔滴过渡模式及熔池边缘曲线波动情况,分析熔池振荡角与焊接稳定性及焊缝成形之间的关系。结果表明：不同参数下FBCA焊接存在短路过渡、粗滴过渡、排斥过渡、细滴过渡、射滴过渡、弧桥并存过渡六种过渡方式,对芯板内熔池边缘波动的影响依次减弱;随着熔池振荡角变化,熔池边缘曲线形状存在混合U形、深U形及浅U形,电弧燃烧稳定性依次增强;当焊接处于弧桥并存过渡模式、熔池边缘曲线为浅U形时,电弧稳定燃烧,电弧力作用均匀,焊接过程稳定,焊缝质量最好。     

基于机器视觉的圆筒形零件直角梯形槽槽宽检测研究

针对圆筒形零件直角梯形槽槽宽的工业检测速度和精度要求,采用工业相机、镜头、计算机及专业图像处理软件等,构建了一套机器视觉系统,并依据图像处理算法设计了一个针对圆筒形零件上直角梯形槽槽宽检测的方法。对比实验表明,该系统的检测精度能够达到微米级要求,明显优于人工采用专用槽宽测量工具的测量精度,且测量结果不受主观因素的影响,效率较高。     

半球体焊接熔池弹性波动力学理论的研究

采用弹性体力学理论,对焊接熔池波动力学进行了探讨。建立了焊接熔池波动方程。证明了波动方程解的稳定性,并获得了波动方程的通解。通过有限差分法求解了焊接熔池波动频率与焊接熔池半球体半径R之间关系的数值解。为实时检测焊接熔深变化提供了一种有效方法,采用1Cr18Ni9Ti的试验结果与理论计算结果吻合良好。     

等离子+缆式焊丝脉冲GMAW复合焊熔池流体行为研究

目的 研究等离子+缆式焊丝脉冲GMAW复合焊过程的熔池流体行为。方法 综合考虑传热学以及流体动力学,建立Fluent数值分析模型。使用双椭球–锥体热源模型代表等离子弧焊传热模型,用双椭球热源表征GMAW电弧传热并考虑熔滴传热,同时考虑熔池受到的电磁力、浮力、表面张力、等离子流力等作用力。基于Fluent软件,对复合焊过程中熔池的温度场和流场进行研究,模拟脉冲电流为150 A时复合焊熔池的流体行为,并进行实验验证对比。结果 在固定等离子焊接电流为100 A、焊接速度为30 cm/min、GMAW脉冲平均电流为150 A时,模拟显示熔池的熔宽为10.57 mm、熔深为2.58 mm、余高为3.66 mm,模拟结果与实验结果吻合良好。结论 建立的GMAW复合焊数值模型能够有效指导该焊接过程。     

双金属复合管固-液铸轧复合工艺环形布流器设计及其流场模拟

为解决双金属复合管固-液铸轧复合（SLCRB）工艺覆层熔体金属的环形均匀稳定布流问题,提出并设计了一种带有三级环形阶梯分流和锥形缓冲的环形布流器,并且基于商用软件Fluent建立了稳态布流过程的流体动力学模型,分析了布流器结构和铸轧速度对系统流场的影响,给出了获得均匀、稳定出口流场的布流器内部结构和布流条件,并用水模实验进行验证。结果表明:布流器内通道高宽比不小于1有利于均匀分流,并且锥形缓冲区的均流缓冲作用至关重要。以1.2 m/min的铸轧速度成功制备了外径为38 mm、内径为26 mm的铅-铝双金属复合管,覆层金属厚度均匀、界面结合效果良好。      

单相液体微槽散热研究进展

对单相液体微槽散热技术研究的三个主要方面:流体流动和传热特性研究、影响因素研究、系统匹配与优化研究进行了回顾与综述.这三方面密切相关,反映了单相液体微槽散热技术的理论和应用水平.阐述了微槽散热技术未来的发展方向.     

反应离子束刻蚀工艺制作闪耀罗兰光栅

相比类矩形槽罗兰光栅,闪耀罗兰光栅的衍射效率较高,更有利于光谱分析仪器的设计与应用,而国内外尚无产品级闪耀罗兰光栅产品.本文通过类矩形槽形及闪耀槽形的衍射效率优化设计及对比,获得了闪耀槽形优化设计结果;利用反应离子束刻蚀设备制作出3块200~450 nm波段、线密度为2 400 gr/mm、口径为Φ63.5 mm的闪耀罗兰光栅,其中光栅2的峰值衍射效率达到了65%@220 nm,较HORIBA Jobin Yvon公司生产的类矩形槽罗兰光栅产品整体衍射效率高25%,与理论衍射效率相当.实验结果表明,本文所采用的反应离子束刻蚀工艺可实现高衍射效率闪耀罗兰光栅制作,且工艺可控、稳定,所制作的闪耀罗兰光栅衍射效率高于国外同类产品.     

水平激励下带竖向隔板的二维矩形储箱中流体晃动研究EI北大核心CSCD

研究了水平激励下二维矩形储箱中流体的晃动,抑制晃动的装置为竖向的刚性隔板,建立了隔板在储箱自由液面处的解析模型。首先通过引入人工界面的方式,将流体域划分成若干个流体子域,使每个流体子域对应的速度势函数满足C1连续性条件。基于叠加原理,使用分离变量法求得每个流体子域的速度势的形式解,将形式解代入子域间界面与自由液面条件可得含有待定系数的级数方程,通过加权积分消去方程中的空间坐标,截断方程可得特征方程,由此可得晃动频率与模态。将水平激励下的速度势函数分解为摄动速度势与刚体速度势,将摄动速度势和刚体速度势代入自由液面的波动方程即可求得含广义坐标的动力响应方程,求解该方程可得储箱中流体的晃动响应。     

等离子弧焊接熔池和小孔形成过程数值分析

目的 研究等离子弧焊接穿孔过程中熔池内部的金属流动情况和小孔动态变化过程。方法 通过“传热-熔池流动-小孔”之间的相互耦合关系,建立了等离子弧焊接穿孔过程的数值分析模型,通过VOF方法追踪了小孔界面,采用FLOW-3D软件模拟了等离子弧焊接熔池和小孔的形成过程,定量计算了等离子弧焊接温度场、熔池流场及小孔形状;分析了等离子弧焊接熔池和小孔行为;并通过等离子弧焊接实验数据验证了模拟结果。结果 当焊接时间为0~1.0 s时,小孔深度曲线与熔深曲线几乎相同,小孔底部紧贴熔池底部;在2.8 s以后,小孔深度曲线与熔深曲线有一定距离,小孔深度曲线在一定范围内波动,等离子弧焊接电弧挖掘作用到达极限,电弧压力与其他力达到平衡状态。模拟的焊缝熔深为8.04 mm、熔宽为13.20 mm,实验测得的焊缝熔深为8.00 mm、熔宽为13.42 mm。结论 构建的随小孔动态变化的曲面热源模型和电弧压力模型可以描述等离子弧焊接过程中的电弧热-力分布;模拟出了等离子弧焊接熔池和小孔动态演变过程;模拟得到的等离子弧焊接焊缝形貌与实验测得的焊缝形貌基本吻合。     

大型不锈钢材质立式圆筒形储槽的安装

本文介绍了大型不锈钢材质立式圆筒形储槽施工过程中,在底板铺设和焊接、壁板的预制、吊装和焊接、筒体施工质量检验等方面所采取的技术措施,使圆筒形储槽的施工质量满足规范和设计要求。