电阻加热金属丝材熔滴过渡的产热机制与熔化行为研究

根据电阻加热金属原理,提出了一种适用于空间环境的金属成形方法:电阻加热金属丝材熔敷成形技术。将金属丝材与基板短路,可编程电源输出的电流流过金属丝材与基板产生电阻热,金属丝材开始熔化与过渡。电压电流采集系统与高速摄像系统分别对电信号和图像实时同步采集,分析金属丝材熔化过程和过渡行为的电信号与图像的变化,研究电流波形和电流大小对金属熔体的影响,分析电阻加热金属丝材过程动态电阻的变化趋势,通过不同空间位置下金属熔体向基板过渡的行为,研究重力对金属熔体在过渡阶段的影响。结果表明,恒流电流加热金属丝材时,改变电流大小可以改变金属熔体的总热量,但无法精确控制加热速率和热量的输入;脉冲电流加热金属丝材时,通过脉冲个数精确控制加热速率和热量输入。在过渡阶段,当恒流电流工作时,熔体受到一个固定方向的力直至过渡;当脉冲电流工作时,熔体受力摆动过渡。2种电流分别加热金属丝材时,金属丝材的动态电阻变化趋势基本相同且与金属丝材的熔化状态对应。在地面环境下,金属熔体过渡阶段受到表面张力、电磁收缩力作用,使其可以克服重力过渡至基板,验证了电阻加热金属丝材熔敷成形技术在空间环境下的可行性。     

基于高速摄像的铝合金TIG焊视觉基础研究

方波交流TIG焊是铝合金焊接中最常用的方法之一.利用高速摄像,系统分析了铝合金方波交流TIG焊电流过零前后及过零瞬间,焊接电弧和熔池的视觉特征.结果表明,在电流过零的瞬间,弧光辐射相对最弱,熔池边界特征清晰,是焊接熔池较理想的采像时间.     

基于生成对抗网络的小样本激光焊接缺陷数据集生成

为了提升深度学习模型在不均衡小样本激光焊接表面缺陷数据集上的性能,优化了小样本数据量输入下的对抗生成网络(Generative Adversarial Network, GAN)模型. 通过对比激光焊接缺陷和其他用于测试对抗生成网络的公共数据集在特征复杂度上的区别,设计了一种全新的OCM (one class mixup)模块,并将其引入至针对有限样本的stylegan2-ada中,以提升GAN的性能,加快其收敛. 试验结果表明,在分类模型上,通过OCM-stylegan2-ada生成的数据集,比原始数据集性能提升40%,比使用mixup和stylegan2-ada增强后的数据集性能上提升20%,同时生成的焊接缺陷图片质量大幅提升.     

对接焊铝合金板材残余应力的X射线测试

用X射线衍射法对对接焊LD10铝合金板材表面残余应力进行测试试验,对比半高宽法和抛物线法,得出残余应力分布情况,并对其进行分析.分析结果表明两种定峰方法所得应力测定值较接近,且抛物线法所得应力分布曲线在大多数情况下处于半高宽法所得曲线下方,即抛物线法所得拉应力值偏低,压应力值偏高.同时,半高宽法较抛物线法对衍射峰的重复性、稳定性、适应性要好,应力测定的准确度较高,且采用X射线衍射法测量残余应力分布数据可靠,是一种有效的应力测试方法.这些结论对LD10铝合金板材的焊接残余应力分布具有参考意义.     

焊缝X射线底片计算机辅助评定的若干关键技术

在现代制造业的无损检测技术发展中,对依赖于人工经验的焊缝X射线底片评定传统方法提出了底片信息数字化、智能化评定以及检测对象信息描述全景化等新技术的迫切需求.其中所构成的各关键技术包括:底片信息的快速、准确获取;焊缝与缺陷位置的提取与分割;缺陷类型的识别与分类;依据行业标准的评定和全景分析等.目前对高动态密度X射线底片的信息获取已能达到4.00.具备了工业化应用的要求,而在提高缺陷分类准确性的识别算法方面还需要继续深入研究.     

P-GMAW熔池双面视觉传感与图像处理

视觉是手工焊接最重要的信息获取手段,为了模拟这一过程,建立了一套脉冲熔化极气体保护焊(P-CMAW)的双面实时视觉传感系统.利用被动光源视觉传感方法,研究了P-GMAW正反面熔池成像的滤光方法、成像时间、成像机理.结果表明,利用中心波长为665 nm的窄带滤光片在脉冲基值结束期间取像,可以获取清晰的P-GMAW正面熔池图像;利用中性减光技术,可以获取清晰的反面熔池图像.分析表明,正反面成像的主要光源均来自于熔池的自身辐射,因此,成像质量可靠.针对不同的熔池图像特征,提出了相应的图像处理算法,实现了正反面熔池边界的提取.     

铝合金TIG焊接过程电信号和图像信号的采集与分析

为了适应现代焊接的信息化转变,实现对焊接过程信息的采集和记录,开发了一套基于铝合金TIG焊接平台的电信号/图像信号监测与记录分析,该系统能够实时监测并存储焊接过程中的电信号和熔池信息,并提供数据同步查看功能.并结合激光结构光视觉技术得到焊缝下塌深度信息.     

Visual sensing of weld pool in variable polarity TIG welding of aluminium alloy

1 Introduction Real-time measuring of the size of welding pool is the precondition to weld shape control[1?4]. Among the researched sensing methods, the passive visual image sensing has been proved to be a feasible and promising method due to its abundan…     

基于Linux嵌入式系统的焊缝激光结构光视觉传感系统

焊缝跟踪是自动化焊接的关键。以ARM为开发平台,在嵌入式Linux系统的基础上开发了一套焊缝激光结构光的视觉传感系统,体积小,成本低。经过一台网络交换机将视觉传感器模块、传感器人机交互模块、机器人控制器模块以及机器人手控盒模块进行组网,形成了一个焊缝自动跟踪网络系统,便于设备的扩展和各个模块之间的数据交换和共享。针对焊接中常用的V型坡口,采用简化的hough变换图像处理算法,得到了坡口激光结构光条纹的特征点位置。     

基于双色光源视觉的标准焊接工件搜寻与焊缝定位

近年来,机器人焊接在越来越多的领域替代了人工焊接,并逐渐向着带有感知的智能化方向发展。形状、尺寸一致的标准化工件的焊接,如筋板、连接件、冲压件、铸件等的焊接是焊接结构中常遇到的焊接问题,这类工件的特点是尺寸较小、形状一致且带有一些几何特征。针对该类工件开发了一套基于双色光源视觉的机器人焊接定位系统,图像处理算法采用焊接工件的初步定位和焊缝的精确定位两个步骤来实现,双色光源有效提高了识别目标与背景之间的区分度,分步图像处理算法提高了定位算法的可靠性。