焊接变形与热循环动态测试系统开发

针对焊接不均匀热过程及其引起的结构变形,利用热电偶、位移传感器和计算机数据采集技术,综合开发了一种多通道动态变形及热循环测量与处理系统.系统解决了数据采集过程中的干涉和屏蔽问题,采用Windows编程技术编写了采集与处理软件;解决了采用机械测量时数据单一、实时性差、精度低、难以获得准确数据的缺点,增强了系统的通用性.系统的开发为研究焊接过程的瞬态应力与变形行为提供了先进的测试手段.     

焊接温度场实时检测系统的研究

针对焊接过程温度变化快、升温曲线斜率大的特点,利用传感器技术和计算机数据采集技术,采用C 语言编写检测系统的数据采集与处理软件,综合开发了一套焊接温度场实时检测系统.实验结果表明,该系统能够很好地对焊接温度场进行多路实时采集与处理,为研究焊接过程温度场的分布提供了一种先进的测试手段.     

新型焊接热循环测试与分析系统的研究

采用计算机、硬件技术和数据处理方法，研究和开发了一种新型焊接热循环测试与分析系统。该系统集焊接热循环温度数据采集、存储、处理和分析功能于一体，能够测试和计算焊接热循环参数和焊接冷却过程中的相变温度平台等参数。     

316不锈钢超薄板脉冲激光焊残余应力及变形

在超薄金属板焊接过程中,残余应力及变形对产品质量有重要影响.文中研究了316不锈钢超薄板（厚度为70 μm）脉冲激光焊接过程的残余应力和焊接变形.采用热-弹-塑性有限元法和半椭球移动热源模型,考虑模型的几何和材料非线性因素,采用顺序耦合的方法对超薄板结构的温度场、应力-应变场进行模拟.采用光纤激光器对70 μm的316不锈钢板进行焊接,用红外测温仪对特征点热循环进行测量,用激光位移传感器测量了焊接变形,用X射线衍射应力测试仪测试了残余应力.结果表明,温度场、残余应力、变形的模拟计算结果与试验结果吻合.     

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.     

应变模型对薄板面外变形的影响

在焊接数值模拟过程中,是否考虑几何非线性对计算结果有较大的影响。基于Ansys有限元软件,以5mm厚的Q550低碳钢薄板MAG对接接头为例,采用热弹塑性有限元法考虑材料的非线性及几何非线性的影响,模拟分析焊接过程中的焊接变形。同时,采用试验的方法测量焊接接头的面外变形。结果表明:考虑几何非线性的数值计算结果与实验测试结果十分吻合,验证了模型的正确性。     

汽车发电机定子焊接变形矫正连续虚拟分析

采用非线性软件Marc中的REZONE MESH功能实现汽车发电机定子焊接变形有限元模型的传递以及INITIAL CONDITION功能实现焊接残余应力等结果变量的遗传,同时使用软件中的刚体接触功能实现凸、凹模具对焊接变形的矫正作用,对SPCC材料汽车发电机定子铁芯的焊接变形矫正技术进行了数值模拟计算,成功实现了多个生产工序连续工作的虚拟加工过程数值模拟.试验测量结果表明,对汽车发电机定子铁芯焊接矫形工艺的连续虚拟分析准确可靠.因此,模拟结果可以为汽车新式发电机定子生产过程的矫圆工序及凸、凹模具尺寸制定提供参考数据,缩短了生产过程的准备周期,避免了大量试验所造成的浪费.     

基于LabVIEW的位移测量系统及应用

开发了基于LabVIEW的位移实时测量系统.通过A105钢的平板对接试验,对焊接过程中焊接横向变形进行实时测量.结果表明,该系统稳定可靠,所测量出来的数据准确,可以满足大直径全焊接阀体球阀焊接过程的检测要求.     

TRT机壳热弹塑性有限元模拟与试验研究

采用大型通用有限元软件对TRT焊接机壳进行焊接过程的模拟。利用有限元软件中的单元生死技术和热-结构耦合技术,成功的预测了TRT机壳焊后残余应力及变形,并通过焊后残余应力测试试验验证对比。结果表明,有限元模拟机壳在焊接过程中,焊缝附近残余应力较大,局部达到其屈服强度;远离焊缝处的壳体上应力较小,均处于弹性变形。进行"盲孔法"测量残余应力,试验测量的残余应力跟模拟所得残余应力分布趋势相同,峰值应力出现的点基本重合。由于机壳实际焊接中施加的约束较多,应力得不到释放,导致试验数值略高于模拟数据。     

基于RV减速器检测的数据采集系统的设计

RV减速器是工业机器人核心部件,为保证对其精度测量的准确性,研发了一种操作简单、能对数据进行准确采集与处理的采集系统。介绍了PCI-9222数据采集卡的特点,结合对RV减速器测试系统中数据采集系统的研究,针对RV减速器建立了数据采集系统,并采用VC++编程,实现了RV减速器扭矩数据的实时采集。该数据采集系统基于VC++编程、Access数据库技术,通过设置采集参数对RV减速器扭矩进行实时高速采集与存储。测试结果表明:该系统实现了准确高速的数据采集、处理与显示功能,保证了测试系统的测量精度,为RV减速器的检测分析提供了技术参考。     

焊接热循环数据采集系统的设计与数据处理

介绍了电弧焊热循环过程中热影响区温度场数据采集系统的硬件设计和软件实现方法。基于VB语言设计的系统主程序能实现数据采集、存储、处理和显示热影响区在焊接热循环过程中的实时温度与时间关系曲线。并对SA335 P91钢管对接全位置固定单面焊双面成形时左右焊道交汇处闭合小孔的焊接热参数进行了实际测量。     

工业纯铝焊接热影响区微观组织模拟

将蒙特卡罗(MC)技术引入到晶粒生长模拟中，结合焊接工艺和热模拟试验，模拟了单相合金焊接热影响区(HAZ)晶粒生长过程。首先应用实验和统计学的方法确定了材料晶粒生长的动力学模型，然后计算了焊接热循环，同时基于蒙特卡罗技术编制了模拟程序。最后在不同焊接热输入情况下，模拟了晶粒生长过程。模拟结果动态演示了晶粒生长过程，并且体现了焊接热钉扎效应。模拟得出数据与试验结果非常接近，为评定焊接工艺和材料可焊性提供了依据。     

工业纯铝焊接热影响区晶粒生长的模拟

结合焊接工艺试验和热模拟试验，运用蒙特卡罗(MC)技术模拟了工业纯铝L1060焊接热影响区(HAZ)晶粒生长过程。首先应用试验和统计学的方法确定了工业纯铝L1060晶粒生长的动力学模型，然后计算了焊接热循环，同时基于蒙特卡罗技术编制了模拟程序，最后在不同焊接热输入情况下，模拟了晶粒生长过程。模拟结果与试验结果非常接近，为评定焊接工艺和材料焊接性提供了依据。     

焊接工艺参数对温度场的影响研究

着重针对焊接电流、焊接速度、焊缝间隙以及焊枪偏离焊缝中心的偏心值4个焊接工艺参数进行了TIG焊接试验研究。采用正交设计方案并利用红外测温仪测量和记录焊件正面上设定点的热循环曲线，将之与三雏焊接温度场的有限元数值解进行比较，两者基本吻合，表明了数值计算模型的有效性。以某点热循环中的峰值温度作为温度场代表，结合正交试验理论，分析上述4个工艺参数对于温度场的影响次序，表明偏心值对焊接温度场的影响最大。     

焊接温度场的实时检测及熔透闭环控制

图像比色法是在普通的比色测温方法的基础上发展起来的新的温度场检测方法,它具有对检测距离,目标材料及发射率依赖性小等特点,本文介绍使用图像比色法进行焊接温度场检测的系统构成和基本原理,实时地获得了焊接温度场全面信息,从中得到焊接方向及横断面方向上的温度分布,从而获得热循环参数信息,利用这些信息进行了等温线宽度闭环控制,试验结果表明：温度场实时检测速度快（０．５ｓ之内／场）等温线宽度闭环动态响应品质好     

焊缝区焊接热循环测试程序系统的设计

自行设计了焊缝区焊接热循环测试的程序系统.该程序系统由焊接数据库模块、焊接热循环基础数据采集模块、焊接热循环参数计算模块三大模块组成,集信号自动采集、存储及运算处理等功能于一体,并可以以适当的形式显示或记录测试结果.试验过程中保持同一加热速度不变,实测得到的10CrMo910钢焊缝区焊接热循环的峰值温度和由测试程序得到的峰值温度相差不大,且均较已报道的10CrMo910钢焊接热影响区热循环的峰值温度有较大提高.同时,由测试程序可以更加快捷地获得试验结果.自行设计的程序可以满足实验室进行材料焊接性评定研究的需要.     

薄板焊接热循环的测定

为了验证薄板焊接温度场数值模拟的正确性，应用虚拟仪器技术设计了一套焊接热循环动态检测系统。通过串联多个数采模块，可以同时测量多达100个点的温度。在本实验中，采用该系统对薄板局部点的焊接热循环进行了测量。结果表明，薄板焊接过程的数值模拟结果与实验检测结果比较吻合，验算了焊接热循环模拟计算结果的合理性，表明该虚拟仪器可以作为多点测量焊接热循环的可靠测试手段。     

薄板焊接热循环的测定

为了验证薄板焊接温度场数值模拟的正确性,应用虚拟仪器技术设计了一套焊接热循环动态检测系统。通过串联多个数采模块,可以同时测量多达100个点的温度。在本实验中,采用该系统对薄板局部点的焊接热循环进行了测量。结果表明,薄板焊接过程的数值模拟结果与实验检测结果比较吻合,验算了焊接热循环模拟计算结果的合理性,表明该虚拟仪器可以作为多点测量焊接热循环的可靠测试手段。