焊接电弧等离子体热学特性测量方法的研究进展

测量焊接电弧等离子体的温度、粒子密度等参数,有助于深入理解和研究焊接电弧等离子体的物理性质,从而为寻找提高焊接质量、改善焊接工艺的新途径提供了基础数据。文中介绍了几种常用的接触法和非接触法的使用原理和工作特点,比如Langmuir探针法、热电偶法、光学干涉法、光谱分析法等,着重介绍了焊接电弧等离子体的光谱理论原理和几种光谱测量方法,主要阐述和分析了计算焊接电弧温度场的三种方法的测量原理和优缺点,如标准温度法、谱线相对强度法(双线法、Boltzmann作图法)和谱线绝对强度法,这三种方法使用的条件和焊接环境各不相同。这些计算方法有助于测量焊接电弧等离子体的温度场分布,有助于在实际研究过程中选择合适的等离子体测量方法和计算手段。     

北京新机场航站楼C形柱箱形结构的机器人焊接

采用移动式焊接机器人对北京新机场航站楼C形柱箱形梁进行了现场焊接。焊前针对C形柱对接V形坡口横焊及K形坡口立焊进行了机器人焊接工艺评定,在此基础上,将移动式焊接机器人用于C形柱箱形梁的现场焊接施工,焊后超声波检测结果均合格。应用表明,移动式焊接机器人可以应用于建筑钢结构的现场焊接施工。     

基于多因素权重法的高压GMAW焊缝成形分析

水下高压干式GMAW焊缝成形难以控制,影响焊接质量,通过多因素权重法对影响高压GMAW焊缝成形的参数进行分析,以确定焊接过程中主要参数与焊缝成形之间的关系. 以高压GMAW焊接正交试验结果作为训练样本,利用BP神经网络建立了焊缝成形预测模型. 将模型预测结果与实际焊接试验结果进行对比,验证了模型的精确度. 以预测模型中的权值为基础,通过Garson算法得出各参数变量对于焊缝成形参数的权重系数,并通过高压干式GMAW试验进行验证. 结果表明,不同焊接参数变化引起的焊缝成形参数变化幅度与相应焊接参数对焊缝成形的影响权重基本对应,所得权重系数对于高压GMAW焊接工程应用具有指导作用.     

湿度对高压环境下GMAW接头力学性能的影响规律

利用高压试验舱模拟水下高压干法焊接环境,研究环境湿度对GMAW接头力学性能的影响规律。母材选用低碳钢Q235C,在其他工艺参数相同的条件下,针对低、中、高三档不同的环境湿度,分别进行V型坡口GMAW对接焊试验,并对焊接接头进行拉伸、弯曲和夏比冲击测试分析。结果表明:在高压环境下,环境湿度的变化对焊接接头的弯曲性能影响较小,但随着环境湿度增大,焊接接头的抗拉强度有所增加,焊接接头的冲击韧性降低。     

基于BOTDA技术的分布式光纤温度传感试验系统

建立了基于BOTDA(布里渊光时域分析技术)的分布式传感实验系统,该系统由150 mW窄带激光器、50 mw窄带激光器、声光调制器、脉冲发生器、环形器、频率计数器、光电探测器及相应光学器件组成.进行了温度传感试验,获得传感光纤处于25℃、35℃、45℃及55℃时的布里渊频移谱,通过对不同温度下频移谱峰值进行拟舍得出该系统的温度系数.进行了分布式光纤温度传感试验,将传感光纤分成3段,中间段置于温控箱中,调节温控箱的温度,使中间段温度不同于其他两段,扫描泵浦激光频率,使得处于室温下的传感光纤中发生受激布里渊散射,利用示波器获取了当光脉冲为2μs时系统输出电压信号波形.     

管道焊接视觉跟踪控制系统研究

研究了CCD传感器前置式焊接视觉跟踪控制系统,阐述了该系统的结构,介绍了跟踪控制程序设计及图像处理系统与跟踪控制系统接口设计.     

水下局部干法GMAW排水罩内流体运动分析

水下局部干法焊接利用排水罩导入高压气体,排除罩内水流,形成局部气相空间,便于水下焊接作业。罩内排水效果及流体状态对焊接过程有一定影响,采用数值模拟方法对不同进气方式的圆柱形及长方形排水罩内流体运动状态进行了分析。数值模拟结果表明,通过向排水罩中导入高压气体可以有效排出罩内水流,形成局部气相空间;排水后,排水罩模型出口区域的流体速度极高,能够有效形成气体屏蔽;圆柱形排水罩的均布入口模型及长方形排水罩模型在工件焊接区域的流体速度分布较为平稳;均布入口方式排水罩内湍流动能最低,能够确保稳定的后续焊接环境。依据数值模拟的边界条件开展排水罩排水实验,其排水过程与数值模拟基本一致,表明了数值模拟结果具有一定的可信度,可为水下局部干法焊接的排水罩结构设计提供参考数据。     

光纤式激光焊缝跟踪传感器

设计一种光纤式焊缝跟踪传感器,利用传光光纤和传像光纤将传感器头、承载电荷耦合器(CCD)以及激光器的基座部分分开,减小传感器头的尺寸.开发了基于DSP C6000图像处理系统的焊缝位置识别图像处理算法.     

基于KUKA弧焊机器人的盾构机关键部件焊接工作站

针对盾构机关键零部件的焊接特点,基于KUKA弧焊机器人研制了自动化焊接工作站。利用焊接机器人接触寻位、多层多道焊和电弧跟踪等功能实现盾构机联体刀座工件的自动焊接。焊接实验结果表明,所研制的盾构机关键零部件焊接工作站能够满足离散制造企业的零部件小批量自动化焊接生产。     

光纤式激光焊缝跟踪传感系统研究

开发出了具有自主知识产权的一种新颖的光纤式激光焊缝跟踪传感系统,该系统基于线结构光测量原理,利用光纤所具有的自由度大、能弯曲及易实现长光路等特点,构成灵巧的全光学传感探头;信号处理部分由以DSP为核心的微处理器、视频A/D、CPLD逻辑单元等组成,整个测量系统结构简单紧凑、便宜实用;与传统的激光焊缝跟踪传感系统相比,光纤激光图像传感系统具有对背景光空间滤波的独特优势.