Edge detection and its application to recognition of arc weld image

Abstract Image sensor has been one of the key technologies in intellectualized robotics welding. Edge detection plays an important role when the vision technology is applied in intellectualized welding robotics technologies. There are all kinds of noises in welding environment. The algorithms in common use cannot be applied to the recognition of welding environment directly. The edge of images can be fell into four types. The weld images are classified by the characteristic of welding environment in this paper. This paper analyzes some algorithms of edge detection according to the character of welding image, some relative advantages and disadvantages are pointed out when these algorithms are used in this field, and some suggestions are given. The feature extraction of weld seam and weld pool are two typical problems in the realization of intellectualized welding. Their edge features are extracted and the results show the applicability of different edge detectors. The trndeoff between precision and calculated time is also considered for different application.     

激光熔覆制备高熵合金涂层耐磨性研究进展

机械零部件的摩擦磨损主要发生在材料表面,约有80%的零件工作失效是由表面磨损造成的。摩擦磨损增加了材料和能量的损耗,降低了可靠性和安全性。使用激光熔覆技术在基体表面制备高熵合金涂层的方法,能够使涂层与基体实现良好的冶金结合,以达到提升表面耐磨性能的目的。影响高熵合金涂层耐磨性的因素主要有涂层材料的力学性能,如硬度、塑性和韧性;熔覆过程中产生的缺陷,如表面粗糙不平、气孔和裂纹;摩擦工况,如高温环境和腐蚀环境。本文分析总结了激光熔覆高熵合金涂层的耐磨性影响因素及强化机制。首先,阐明了激光工艺参数(激光功率、激光扫描速度、光斑直径)和后处理工艺(热处理和轧制)对涂层质量及性能的影响;其次,概述了组元元素选择、高温环境和腐蚀环境对涂层耐磨性的影响;最后,对激光熔覆技术制备高熵合金涂层存在的问题进行归纳分析,并对未来的发展趋势进行了展望,如基于远平衡态的材料设计理论研发新材料、利用电场-磁场协同或激光-超声振动复合等新工艺提升涂层耐磨性等。     

激光熔覆制备高熵合金涂层耐磨性研究进展EI北大核心CSCD

机械零部件的摩擦磨损主要发生在材料表面,约有80%的零件工作失效是由表面磨损造成的。摩擦磨损增加了材料和能量的损耗,降低了可靠性和安全性。使用激光熔覆技术在基体表面制备高熵合金涂层的方法,能够使涂层与基体实现良好的冶金结合,以达到提升表面耐磨性能的目的。影响高熵合金涂层耐磨性的因素主要有涂层材料的力学性能,如硬度、塑性和韧性;熔覆过程中产生的缺陷,如表面粗糙不平、气孔和裂纹;摩擦工况,如高温环境和腐蚀环境。本文分析总结了激光熔覆高熵合金涂层的耐磨性影响因素及强化机制。首先,阐明了激光工艺参数(激光功率、激光扫描速度、光斑直径)和后处理工艺(热处理和轧制)对涂层质量及性能的影响;其次,概述了组元元素选择、高温环境和腐蚀环境对涂层耐磨性的影响;最后,对激光熔覆技术制备高熵合金涂层存在的问题进行归纳分析,并对未来的发展趋势进行了展望,如基于远平衡态的材料设计理论研发新材料、利用电场-磁场协同或激光-超声振动复合等新工艺提升涂层耐磨性等。     

热管太阳能集热器系统的研究

建筑物大面积集中供热已成为节能降耗的新,也是太阳能热利用发展的趋势。文章介绍了在原有铜铝复合板的基础上,试制的一种结合多层建筑的集中供热热管式太阳能供热系统,克服了原有的平板式和真空管式集热系统易炸管,易冻裂及结垢,单管损坏后整个系统失效等问题。     

Ti-Ni合金对SiCp/Al MMCs等离子弧原位焊接焊缝性能的影响

以Ti-Ni合金作为填加材料,采用氮氩混合等离子气对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接.结果表明,填加Ti-Ni合金进行等离子弧原位焊接,在焊缝组织中生成了新的增强颗粒TiN,TiC,AIN,Al3Ti和Al3Ni未发现明显的针状相生成,有效的抑制了脆性相Al4C3,并且接头组织致密,结合较好.Ni元素的添加,降低了SiC溶解程度,使得熔池中的结晶热显著提高,改善了熔池的流动性.同时在焊缝组织中形成了新的增强相AlNi,Al3Ni,从而有效地提高接头的力学性能.采用Ti-Ni合金进行等离子弧原位焊接,接头的抗拉强度为215.4MPa,达到母材强度的67.3%.     

Ti-Al-Si对SlOp/Al基复合材料等离子弧焊焊缝的组织与性能的影响

以Ti-Al-Si合金作为合金化填充材料,用氮氩混合等离子气体对SiCp/Al基复合材料进行等离子弧原位焊接,研究了Ti-Al-Si对焊缝的组织和性能的影响.结果表明:填加Ti-75Al-5Si合金时,熔池中Si和Ti的联合作用有效抑地制了针状脆生相Al4C3的生成,形成了稳定的熔池,得到了以TiN、AlN、TiC和Ti5Si3等为二次增强相的焊缝.焊缝的组织致密,结合良好,其最大拉伸强度为225 Mpa.     

焊缝三维信息计算精度分析及试验方法

双目视觉技术模拟人双眼观察世界的功能,在焊接领域可用来模拟焊工对焊件的观察,计算焊缝的三维信息.将两台工业摄像机安装在弧焊机器人末端形成手眼系统是双目视觉在该领域的典型应用.文中建立了视觉误差分析模型,分析了视觉系统配置对视觉计算的影响,被检测焊缝在有效视场内的摆放姿态及其与传感器相互位置对精度的影响,在理论分析的基础上设计试验验证了理论分析的结果.分析并试验验证了机器人精度包括其本身的重复精度和工具中心点标定精度对计算结果的影响.结果表明,机器人重复定位精度对视觉计算的影响标准误差不大于0.3 mm;而当工具中心点标定误差大于1 mm时,需要对机器人进行重新标定.     

中国低活马氏体钢熔化焊接头硬度与微观组织

针对4 mm厚的中国低活马氏体钢,采用TIG焊接方法分别对预热和未预热两组试样进行了焊接和焊后回火处理,对焊接接头的硬度和微观组织结构进行了测试和观察.结果表明,焊缝区硬度值偏高,靠近母材的热影响区出现较窄的软化带;焊接接头金相组织为板条特征明显的回火马氏体组织,未预热试样的马氏体含量与预热试样相比较,两者之间没有明显的差异.在晶内和晶界处分布大量的碳化物,焊缝区为尺寸较小的棒状,母材和热影响区为尺寸较大的颗粒状,接头的组织和碳化物的析出对焊接接头的硬度有很大的影响.

Abstract：

The preheated and non-preheated 4 man China low activation martensitic steel (CLAM) plate were welded by TIG welding and post-weld heat treating, and the hardness and micrcstructure in welded joint were tested and observed. The results show that the hardness in the weld metal is higher and the softening band in the heat-affected zone (HAZ) closing to the base metal. The tempered lath martensite is observed in welded joints. There is no significant difference in martensite content between the preheated and non preheated weldments. A large amount of carbide particles are observed in the grains and at the grain boundary. The carbides are small rods in weld metal and large granular in the HAZ and base metal respectively. The mierostrueture and carbides in welded joints have great effect on the hardness.     

一种基于激光测距波纹板机器人自动焊接轨迹恢复方法

基于国内外波纹腹板H型钢机器人自动焊接研究情况,提出了一种机器人自动焊接波纹板的新方法. 基于工控机系统可离线编程及运行过程中实时存储数据的优点和机器人多自由度的良好可达性,通过编程使工控机与机器人之间实现交互通信,借助编码器和传感器外部设备与采集卡配合使用实现数据的采集与存储. 利用改进后的限幅滤波算法处理数据,将处理后的数据传输至机器人,机器人执行程序文件,从而实现波纹腹板H型钢的机器人自动焊接. 结果表明,该方法是可行的,且具有很高的实用性,旨在为将来波纹腹板H型钢的自动化焊接发展提供一个参考.     

新型Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co堆焊合金空蚀性能

采用钨极氩弧焊(TIG)将新型Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co合金堆焊于304不锈钢表面进行空蚀试验,通过失重比较不同合金的抗空蚀性能.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和显微硬度计对合金层进行分析.结果表明:Cr-Ni-Mo和Cr-Ni-Co合金的耐空蚀性能均优越于304不锈钢,其中Cr-Ni-Co优于Cr-Ni-Mo;空蚀破坏优先出现在堆焊层的晶界处;Cr-Ni-Co合金在空蚀过程中发生了因奥氏体向马氏体的转变,有利于能量吸收,延缓了空蚀的进行,提高其耐空蚀性能;堆焊合金的抗空蚀能力与合金本身的硬度和加工硬化能力有关.