复杂空间曲面焊接机器人自动编程系统

针对机器人在空间曲面焊接过程中需要保持焊接速度和焊炬位姿恒定的工艺要求,提出了一种适用于复杂空间曲面焊接机器人的运动规划方法,该方法采用NURBS曲线对三维点云描述的空间轨迹进行光顺逼近,建立机器人配合变位机组成的多自由度焊接系统运动学模型并进行逆运动学求解.开发了一套完整的复杂空间曲面焊接机器人自动编程系统.以翻领成型器为例进行了复杂空间曲面焊接机器人的自动编程及焊接试验.结果表明,文中提出的复杂空间曲面焊接机器人运动规划方法和自动编程系统能够顺利完成焊接任务,且运动平稳,具有良好的焊接轨迹精度.     

熔化焊焊接热源模型及其发展趋势

为了更好地推动焊接数值模拟技术尤其是焊接热源模型技术的发展,全面分析和总结了现有的熔化焊焊接热源模型.通过分析总结熔化焊焊接热源模型的特点,首先给出了焊接热源模型的定义,并进而提出了将焊接热源模型分类为静态焊接热源模型和动态焊接热源模型.在此研究基础上,对现有的熔化焊焊接热源模型进行了分类.根据分类的结果,并结合当前焊接热源模型的实践,分析和总结了焊接热源模型的发展特点及其发展趋势.分析结果表明,建立一个动态焊接热源模型需要研究三要素,即空间分布形式、热流分布模式及该两要素随时间的变化规律.并且复合焊接热源模型和动态焊接热源模型将是焊接热源模型技术的主要发展方向.     

电厂模拟焊接架的研制

电厂600 MW以上机组出现了大量的特殊焊接位置,焊接空间狭小,视线受阻.为适应大机组焊接的需要,总结大机组特殊焊接位置的种类并进行原尺寸复制,研制出多位置模拟焊接架和多角度模拟焊接架.焊接架的研制有利于开展车间规模化培训,为培养特殊焊接位置焊工提供了可能,同时缩短了培训时间.     

薄壁低碳钢管焊接变形的数值模拟

基于泛用软件ABAQUS,开发了适用于模拟熔化焊产生的温度场、应力场和应变场的热弹塑性非线性有限元计算方法.通过建立三维有限元模型和采用双椭球高斯体积移动热源,对低碳钢薄壁钢管的焊接温度场和焊接变形进行了数值模拟.同时还采用焊接机器人实际进行了低碳钢薄壁钢管的焊接,并实测了钢管的焊接变形.结果表明.数值模拟得到的变形和...     

走向太空的焊接技术

国内目前正在紧锣密鼓地开展空间站建设工作。国外空间站建设的经验表明,空间在轨制造技术是保证空间站长期有效运行的重要手段之一。焊接作为空间在轨制造技术的重要组成部分,早已随着人类探索宇宙空间的步伐走向太空。文中通过大量文献分析和综述,概述了国外太空焊接技术的发展历程以及国内太空焊接技术的研究现状,分析了中国与发达国家的差距,对国内空间焊接技术未来的发展方向提出了建议,为中国进一步开展空间在轨焊接技术的研究提供了重要参考。     

氢致裂纹试验及数值模拟技术国内外研究现状（2）

3 氢致裂纹数值模拟技术3.1 研究状况数值模拟是利用数学计算和数学分析的方法再现某一物理过程,可以加深对该过程发展规律的认识进而加以控制.近年来,随着对焊接热传导过程、焊接力学、金属相变热力学/动力学及传质过程研究的深入,一些焊接物理过程目前可以采用简化的数学模型加以描述.其中焊接热过程数值模拟、瞬时焊接应力/应变数值模拟、焊接区组织模拟及氢扩散与聚集行为数值模拟技术均取得了一定的成果.随着计算机软硬件技术的不断完善,计算机的计算能力和计算速度不断提高,采用近代计算机软硬件的开发成果对焊接氢致裂纹进行数值模拟逐渐成为可能.在焊接性数值模拟方面,近十年来,世界各地的焊接工作者进行了一些尝试,取得了一些成果.国际焊接学会(IIW)于80年代后期组建了焊接性数值模拟工作组,该工作组于l991年     

数值模拟在焊接中的应用分析

焊接是一个复杂的物理化学过程,传统的试验方法研究焊接现象不仅成本高、效率低,而且其应用存在一定的局限性,但单纯采用理论方法又很难准确地解决生产中存在的实际问题.借助计算机技术对焊接现象进行数值模拟,可以研究各种复杂的焊接问题,对焊接结构生产具有重要的指导意义.讨论焊接数值模拟技术的基本原理和主要模拟方法,综述数值模拟技术在焊接温度场分析、焊接应力应变分析、焊接冶金和焊接接头组织性能分析方面的应用及研究现状,指出了焊接数值模拟技术的主要发展方向.     

微观组织模拟在焊接研究中的应用与发展

针对焊接过程中接头微观组织演化机理的研究与控制难题,基于数值模拟方法对焊接接头微观组织的生长与演变规律进行研究日益受到关注。综述当前应用较为成熟的几种微观组织数值模拟方法,并分析各方法的原理、特点、应用范围,展望其在辅助焊接研究中的发展。     

水下焊接机器人弧线轨迹平顺运动控制策略

在水下焊接机器人的弧线焊接过程中,为提高焊接质量、改善焊接效率,提出一种弧线轨迹平顺运动控制策略.首先建立焊接机器人的D-H数学模型,推导了机器人的正逆运动学公式,并简化了机器人正运动学公式;然后提出一种6维空间矢量法表示机器人末端的位姿;最后在笛卡尔空间下,采用带抛物线过渡的线性插值方法对机器人的空间位姿进行插补,合理规划了每个路径点对应焊接机器人各个关节的速度、加速度.采用以上控制策略进行水下焊接试验.结果表明,所得焊缝平整光滑,提高了焊接质量,缩短了焊接时间.     

典型曲线焊缝的焊接变位机运动规划

对焊接变位机运动规划的任务进行了分解，建立了旋转倾斜型焊接变位机使待焊点处于最佳焊接位置时的数学模型，并编制了求解程序，对空间螺旋线型焊缝进行了模拟。     

智能化机器人焊接技术在大型水电部件中的应用

介绍大型水电部件的结构特点和智能机器人焊接技术的特点,智能机器人焊接技术应用于发电设备行业,在焊接效率和质量、制造成本和周期、操作安全环境、特殊位置焊接等方面具有不可替代的优势,是基础装备制造业提升焊接技术水平的关键,推广智能化机器人焊接技术具有重要意义。     

焊接技术在金属结构修复中的应用和发展现状

焊接是现代制造业中最为重要的结构修复技术之一,焊接修复技术的发展对提高金属结构的可靠性和使用寿命有着极为重要的意义。论述了应用于金属结构修复中的钎焊、激光焊、摩擦搅拌焊等焊接修复方法的研究进展,分析了不同工艺的优缺点及应用领域;焊接工艺参数设计、性能检测和过程控制技术对焊接质量有重要影响,对应用于焊接过程的最新技术进行研究,为深入理解焊接过程中的复杂物理化学变化以及开发更高质量的焊接修复技术提供参考;系统梳理了焊后残余应力及变形的检测、数值模拟及控制方法,展望了焊接修复方法在金属结构中的应用前景。     

焊接机器人技术现状与发展趋势

简要介绍了机器人焊接支柱发展历程，从5个主要方面论述了机器人焊接技术的研究现状，即焊接跟踪技术，焊接机器人与外国设备的协调控制技术，焊接机器人用弧焊电源，仿真技术与机器人用焊接工艺方法，并对焊接机器人技术的未来发展趋势做出了展望，其中智能化技术，虚拟现实技术与控制技术是主要发展方向。     

冶金高炉炉体横环缝自动化焊接技术及设备的研究与应用

通过对大型冶金高炉、热风炉炉体自动化焊接技术及设备的研究,分析了高炉、热风炉炉体自动化焊接施工的特性,自主开发研制了大型高炉、热风炉炉体立缝高效气电立焊机和横环缝埋弧自动焊接操作机.通过几年来在十几个大型高炉、热风炉炉体施工工程中的应用表明,其焊接技术先进,焊接质量好,极大的减轻了工人的劳动强度,降低了综合成本,有广阔的前景.     

大型储罐横焊技术的发展与应用

阐迷了当前我国大型储罐的发展状况,比较了大型储罐目前常用的横焊工艺;论迷了横焊焊接设备的发展和前景,重点阐述了当前应用较普遍的自动横焊机和正在重点研究的移动横焊机器人;论述焊接自动跟踪技术在横焊中的应用和发展,讨论了接触式、激光图像和激光测距传感器等几种常见焊接跟踪传感器.     

激光-电弧复合焊技术在长输管道焊接中的研究进展

重点介绍了国内外管道激光焊接技术的发展,对不同类型激光器的激光-电弧复合焊技术在油气长输管道焊接上的研究进展和应用进行了详细回顾。结果表明,CO2激光器和闪光灯触发的Nd:YAG激光器由于传输方式和效能的不利因素,不适于油气管线长途作业,而高能Yb光纤激光技术推进了激光-电弧复合焊接技术在管道焊接现场应用的步伐;同时,对目前该技术在应用中存在的问题进行了总结分析;最后对激光-电弧复合焊技术在管道焊接上的应用前景进行了展望。激光-电弧复合焊技术已在试验室条件下成功焊接了管径1 219 mm、钝边高度8 mm的X80钢管,焊缝外观和焊缝力学性能均能满足长输管道焊缝合格标准要求,但后续为适用长输管道现场焊接,还需进行焊接工艺现场适应性试验。 创新点： 针对激光-电弧复合焊技术应用于管道焊接存在的共性问题进行分析总结,提出激光-电弧复合焊在现场应用的具体解决措施,为后续激光-电弧复合焊最终在现场应用提供可行的解决方案。     

动力电池激光焊接技术的应用现状与展望

在大规模工业生产中,动力电池零部件的激光焊接容易产生气孔、成形不良、炸孔等缺陷,大大降低车辆运行的安全性与可靠性。文中分析了动力电池中激光焊接应用的具体位置,依据不同的焊接部位分类介绍了缺陷种类,讨论了未焊透、气孔、下塌、炸孔、裂纹等缺陷的产生原因。针对电池壳体与盖板连接、电池防爆阀密封、电池注液孔密封、电池极柱焊接及极耳与汇流排连接等具体的应用场景,总结了减少缺陷、提高焊接质量的手段,主要包括工艺改进、光源特性调控、焊接顺序优化等。在此基础上,进一步介绍了智能化制造技术在动力电池激光加工中的应用,并对动力电池领域未来激光焊接技术的发展进行了展望。 创新点： (1)以焊接位置分类介绍了动力电池部件在激光焊接过程中的缺陷种类和产生原因。 (2)按照工艺、光源和焊接顺序等分类总结了减少动力电池激光焊接缺陷的主要方法。 (3)归纳了智能化激光焊接技术在动力电池中的应用,并展望了其发展前景。     

空间站在轨焊接作业条件及接口技术分析

为在空间站实施在轨焊接技术,针对国内空间站资源,从人、机、料、法、环、测等方面分析了开展空间在轨焊接所需要的作业条件。进一步针对不同在轨焊接技术分析了与空间站的接口及技术条件要求,以保证实施在轨焊接时能够与空间站能源、载荷、极端环境等条件相匹配。对下一步有针对性地开展在轨焊接技术与设备研究提供了参考。