大厚度铝合金变极性等离子弧穿孔立焊技术

研制以16位单片机为控制核心的双逆变型铝合金变极性等离子弧穿孔立焊专用设备,测试并分析变极性等离子电弧力学特性,对变极性等离子弧稳定性、电弧力和电弧能量的传递特征进行了深入的探讨。研究发现铝合金变极性等离子穿孔焊接中正极性电弧对力更具影响,而反极性电弧对热更具影响,实时保持穿孔熔池上热和力的平衡是厚板变极性等离子弧稳定穿孔焊接关键所在。用自行研制的设备成功实现了15 mm LD10铝合金变极性等离子弧穿孔立焊工艺,研究结果对于将变极性等离子弧焊接工艺应用到我国航空航天等领域具有重要的现实意义。     

基于新型控制法的逆变GMAW工艺特点

随着熔化极气体保护焊的应用与推广,那些以飞溅小和成形好为特点的通用型焊机常常不能适应新的环境和要求,如西气东输中的管道打底焊、集装箱的高速焊、汽车制造中的短焊缝焊接、角焊缝的尺寸控制和狭窄空间的熔深控制等,还有超薄板焊接、双脉冲焊、双丝高速焊、TIME高效焊和磁控MAG焊等,这些具有特殊功能的焊接方法,我们称为个性化焊接.这些个性化焊接方法均具有自己的工艺特点,并能完成一些特殊的焊接要求.可见这些个性化焊接方法必将成为GMAW推广应用的新的增长点.     

磁控大电流MAG焊的磁头优化及应用研究

从增强工程实用性、磁控效果、冷却效果和气体保护效果等角度出发,设计了两种新型的磁场发生装置,并进行了磁控大电流MAG平板堆焊和角焊缝焊接工艺试验.试验结果表明,采用所设计的磁场发生装置进行焊接时,焊接飞溅很小,焊缝成形良好,明显优于采用空心线圈作为磁控器件的焊接效果.     

弧焊逆变电源的输入性能分析与滤波电路参数优化

传统的逆变焊接电源对电网来说，本质上是一个带大电容的整流角载，其输入电流是一种尖角波，含有丰富的谐波分量。弧焊逆变电源的功率因数是畸变因子和位移因子的乘积，畸变因子表征了谐波畸变对功率因数的影响。为提高逆变电源的功率因数，必须采用谐波抑制技术降低输入电流的谐波畸变步。在弧焊逆变电源中采用LDC滤波电路，可以降低直流线上的电压纹波。通过优化参数设置，可以使弧焊逆变电源的功率因数提高到95%，电流谐波畸变率低到30%     

变极性TIG焊接电源的研制

变极性TIG焊接电源是一种用于铝合金焊接的新型焊接设备，其焊接电流频率、正负半波电流时间和幅值都可以分别独立调节。主电路结构采用2级逆变，前级为全桥逆变式结构，后级为半桥逆变式结构。该电源可实现变极性方波交流、直流、脉冲电流等多处输出。在DCEN向DCEP过渡时采用叠加电流脉冲进行稳弧，小电流时焊接电弧也十分稳定。调节正负半波的幅值、频率及占空比能满足铝及铝合金的焊接工艺要求。     

Analysis of the effect of geometrical parameters on fatigue performance of spot-weld joint for ultra-high strength steel

This paper studied the spot welding structure of ultra-high strength steel 22MnB5. ANSYS software was adopted to simulate its static strength; BS5400 algorithm was used to calculate the fatigue life; and the grouping method was used to test the fatigue performance of tensile shear spot weld specimens. The simulation results were in good agreement with the experimental values. Based on the validation of the simulation method, influences of different structural parameters on static strength and fatigue life were explored by adopting single factor. The results showed that within the selected structure parameter range, increase of the sheet thickness, nugget diameter, sheet width and overlapping length can lead to longer fatigue life. Besides, the fatigue life of spot weld took on a linear relationship with the overlapping length, a DoseResp relationship with the sheet thickness, and a single exponential decay relationship with the sheet width and the nugget diameter. Moreover, in order to estimate the impact from various parameters on the fatigue life of the specimens, the Taguchi orthogonal design method was applied in the simulation design. The simulating result indicated that influence of the sheet thickness on fatigue life was the most significant. In addition, the effects of nugget diameter, sheet width and overlapping length on fatigue life were reduced in turn.     

基于深度学习的GMAW焊接缺陷在线监测

以轨道交通高速高铁司机室铝合金外板为载体,围绕智能焊接关键技术,针对焊接缺陷在线监测问题开展研究.借助工艺试验平台与焊接工艺卡开展焊接缺陷试验设计、批量数据采集、专家经验标定、数据库构建,采用卷积神经网络算法对不同类型数据构建多维信息融合模型,并对融合模型进行参数优化处理,最终完成融合模型的训练、验证和测试.结果表明,训练后的融合模型比单一信息模型对焊接缺陷具有较好的识别结果,训练集和测试集的焊接缺陷监测精度分别为99.0%和88.3%,此监测系统的数据采集和模型响应总时间小于100 ms,能够满足工程化应用需求,提高机器人焊接的智能化水平,推动企业数字化转型升级.     

单相有源滤波器的设计与实验

为了消除由电力电子装置产生的谐波,提出了一种基于有功能量平衡控制的单相有源滤波器的设计方法．该方法不需要应用传统的检测方法,只需对电源电流和滤波器直流侧电压进行采样控制即可实现谐波补偿．对方案的双闭环控制系统进行了校正分析,应用Saber仿真软件对该方案进行了验证,并设计了实验样机．仿真与实验结果表明该方法可将谐波畸变率控制在10％以内．     

磁脉冲焊接接头界面波纹形成机理研究

采用磁脉冲焊接工艺进行铝合金管(5A03)与棒(5A06)的连接,对焊接接头进行气密性检测和剥裂检测,观察并量化结合界面的几何参数。结果表明,当充电电压为7,7.2及7.5kV,可形成气密性良好的焊接接头;接头结合界面包括初始裂纹及良好结合两部分组成,两部分的总长度随充电电压的增加而增加;并且随充电压的增加界面良好结合段的长度是先稍有增加后急剧减小。结合界面波纹是由于撞击发生在具有初始波纹的表面上,引起结合界面产生亥尔姆霍尔兹不稳定性而形成的。     

基于软PLC的变极性等离子弧焊接控制系统北大核心

软PLC技术是近些年发展起来的一种新型控制技术,它是基于PC机的,因其强大的网络通讯能力和数据处理能力迅速成为工业自动化领域的研究热点,阐述了变极性等离子弧焊的焊接原理,介绍了以德国3S公司的软PLC产品CoDeSys以及Ether CAT现场总线为基础的分布式变极性等离子焊接控制系统的设计方案。该系统通过读取运行G代码实现空间直线和圆弧的插补完成复杂空间曲线轨迹的行走,并且在运动控制的过程中实时控制焊接工艺参数,最终实现复杂空间曲线焊缝的焊接。