基于BP人工神经网络的钢轨交流闪光焊焊接接头质量预测

对刘国东等提出的BP(误差反向传播)神经网络归一化模型进行了改进,得到了适合钢轨交流闪光焊落锤质量预测的BP神经网络归一化模型。基于LabView开发软件编制了高速采集软件。采集了U71Mn钢轨焊接工艺正交试验的焊接电流、焊接电压和动立柱的位移,并从中提取加速烧化前一阶段的闪光率、能量输入、焊接时间和烧化量等质量特征量作为BP神经网络预测模型的输入量。建立了输入层单元数为5、隐含层单元数为14的BP神经网络焊接接头落锤质量的预测模型;以正交设计工艺试验的27个焊接接头中的17个作为训练样本,对预测模型进行训练。以余下的lO个作为检验样本,采用将训练后的预测模型进行预测,预测准确率达到90％。     

基于RBF神经网络的钢轨交流闪光焊接头灰斑面积预测

针对进口AMS60移动式钢轨交流闪光焊机,高速采集了U71Mn钢轨焊接过程中的焊接电流、电压和动端的位移,并从中提取了加速阶段闪光率、低压二及稳定烧化阶段闪光率、焊接接头的能量输入、烧化量、焊接时间、低压二及稳定烧化阶段短/断路权重因子、加速阶段的短/断路权重因子、顶锻量等8个影响焊接接头灰斑面积的特征量作为RBF神经网络预测模型的输入量,建立了RBF神经网络焊接接头灰斑面积的预测模型;以29个工艺试验焊接接头中的19个作为训练样本,对预测模型进行训练,以余下的10个作为检验样本,确定了扩展速度为1.5的预测模型,并采用训练后的预测模型进行预测,按铁道部标准TB/T1632-2005要求,预测准确率达到了100%.     

基于径向基神经网络焊接接头力学性能预测

利用径向基神经网络建立了TC4钛合金,TIG焊焊接工艺参数与接头力学性能关系的网络模型.训练模型使用了27组数据,并对另外9组数据进行仿真.结果表明,以焊接电流、焊接速度和氩气流量作为网络输入参数,利用所建的模型能够对该焊接接头抗拉强度、抗弯强度和断后伸长率进行较为准确的预测.通过与常用的标准BP神经网络模型比较发现,径向基网络相对于BP网络预测精度有了大幅度的提高,克服了BP网络训练时间长和容易陷入局部极小的缺点,为实现焊接接头力学性能预测提供了一条有效途径.     

基于闪光声音信息的钢轨焊接接头质量分析

针对移动式钢轨交流闪光焊装备,采用LabVIEW语言编制了钢轨交流闪光焊声音信息采集软件,采集了钢轨焊接接头焊接过程信息,对降噪处理后的闪光声音信号采用四种时频分析方法进行了对比分析,确定了闪光声音信息的最佳分析方法——STFT时频分析方法,在此基础上,提出了闪光声音信号加权平均频率和能量谱密度的算法,编制了相关分析计算软件,计算得到了26个焊接接头时间-能量谱密度关系和时间-闪光声音信号加权平均频率关系曲线,将曲线与焊接接头冲击断口缺陷面积进行对比分析,初步得到了钢轨闪光焊低压烧化后期及加速烧化两个阶段的能量谱密度、闪光声音信号加权平均频率与闪光焊接头灰斑缺陷之间的对应关系,即灰斑缺陷小的焊接接头在低压阶段后期以及加速烧化阶段具备两个特征:能量谱密度逐步提高,没有出现200%以上的突变;闪光声音信号加权平均频率在低压前期的基础上提高约20%以上,在加速阶段增加逐渐平缓,且不出现下降.     

基于人工神经网络的焊接接头力学性能预测系统

对神经元网络在焊接接头力学性能预测上的应用做了探索,训练了焊接方法包括焊条电弧焊、气体保护焊、埋弧焊和TIG焊的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率和断面收缩率模型.并在此基础上设计完成了基于人工神经元网络的焊接接头力学性能预测系统.利用可视化界面编程技术和数据库技术制作了友好的人机用户界面.焊接接头力学性能预测系统包括添加...     

钢轨闪光焊接工艺与接头落锤试验分析

试验采用YHG-1200TH型移动式钢轨闪光焊机,焊接武钢60 kg/m U71Mn G热轧态钢轨.通过观察分析焊接曲线中闪平、脉动闪光、加速闪光与顶锻保压各阶段电流、电压、钢轨位移、压力等因素,结合接头落锤试验情况,调整并优选出合理工艺参数;分析焊接热输入与顶锻量间的搭配关系及接头抗落锤次数,观察断口与接头显微组织.结果表明,试验用钢轨闪光焊接热输入在11.5~12.5 MJ之间且顶锻量在15~16 mm之间时,接头抗落锤情况较集中,质量稳定性好;合理工艺参数焊接且经落锤检验合格的接头断口无明显缺陷,焊缝及热影响区组织为珠光体和少量铁素体,未见马氏体、贝氏体组织或其它缺陷.     

基于神经网络方法的焊接接头力学性能预测

针对焊接过程严重非线性和焊材中多种成分的复杂交互作用使得对接头力学性能的准确估算十分困难的实际问题,论述了神经网络技术在焊接接头力学性能预测方面的应用。研究了神经网络建模方法,提出采用均匀设计法优化设计神经网络参数,在四类17种钢材的焊接热模拟数据基础上,建立了预测焊接接头力学性能的神经网络模型。试验表明该模型可根据钢材成分和焊接规范对焊接接头及其热影响区的冲击韧度、抗拉强度、屈服强度、断面收缩率和硬度等力学性能进行较为准确的估算。试验表明,该预测方法较之传统统计方法,预测精度有了大幅度提高,为实现焊接接头力学性能预测提供了一条有效的途径。     

钢轨焊接接头平直度研究

钢轨焊接接头是无缝线路的重要组成部分,其平直度情况对于列车行车速度、运行平稳性和旅客乘坐舒适性具有重要影响。采用型尺测量方法,对某线路现场新铺钢轨焊接接头平直度进行了测量、统计及分析,结果表明现役钢轨焊接接头平直度与TB/T1632-2005《钢轨焊接》关于平直度的要求差距很大。结合轨道平顺性控制特点,总结了钢轨焊接接头平直度控制的主要措施,对钢轨焊接接头平直度研究方向提出了建议,指出全面系统研究钢轨焊接接头平直度,对于发展我国高速重载无缝线路、加快经济建设等具有重要意义。     

焊接质量的在线控制与预测研究现状及发展趋势

由于影响焊接质量的因素很多,焊接产品的质量难以保证,开展焊接质量的在线控制与预测具有极其重要的意义,为促进国内焊接质量的在线控制与预测研究工作,介绍了国内外焊接质量的在线控制与预测方面的研究进展,同时分析了未来焊接质量的在线控制与预测研究的发展趋势。     

焊接对接接头疲劳寿命的预测

在Ｄ３６钢焊接对接接头的低周疲劳试验的基础上，利用Ｍａｎｓｏｎ－Ｃｏｆｆｉｎ定律对试验数据进行了分析处理，得出了焊接接头应变与疲劳寿命之间的关系。利用这一关系可以对任意应变下焊接接头的疲劳寿命进行预测。同时，对焊接接头疲劳寿命的影响因素进行。     

基于BP神经网络的钢轨闪光对焊接头灰斑面积预测

针对钢轨闪光对焊的特点,根据GAAS80/580焊机记录的压力、电流和动端位移随时间而变化的曲线,从中提取了10个主要影响接头灰斑面积的特征参数作为BP神经网络预测模型的输入量,建立了钢轨闪光对焊接头的灰斑面积预测模型.采用粒子群算法优化了BP神经网络的权值和阈值,并利用优化后的BP网络模型对接头灰斑面积进行了预测.结果表明,提取的特征参数能较好地反映焊接接头灰斑情况,粒子群算法优化的BP神经网络预测模型能较准确地预测出焊接接头灰斑面积.     

钢轨现场焊打磨工艺对接头质量的影响

针对无缝线路换铺工程中的钢轨焊接接头踏面上出现的纵向裂纹问题,采用现代材料分析方法分析该类裂纹的特征和组织形貌;采用数控钢轨仿形精磨机进行打磨工艺的模拟对比试验,探讨该类裂纹的形成原因。结果表明,纵向裂纹的产生原因是焊后打磨操作违规导致焊接接头轨顶面打磨发蓝,形成了薄壳状马氏体硬化层,在列车车轮碾压作用下形成了沿纵向的表面裂纹,致使钢轨接头损伤。打磨压力越大,砂轮硬度越高,焊头表面越容易发生打磨发蓝现象。     

钢轨化学成分偏析及接头热处理对质量的影响

针对60kg／m U76NbRE钢轨闪光焊焊接接头断面进行了断口扫描、化学成分、金相以及力学性能试验,通过对钢轨母材和焊接工艺的分析发现：裂纹源区域存在明显的Nb偏析;钢轨母材中的C含量偏高;焊接接头正火后的冷却速度过快造成马氏体淬火。为此．提出了相应的预防措施。     

加热均匀度对焊接质量的影响

在焊轨生产中,为了稳定焊接质量,从焊接设备角度分析如何保证焊接工艺稳定状态,对于进一步减少或消除焊接缺陷十分重要.以K1000型固定式闪光焊机的电极与钢轨底板接触的契合程度,通过调整电极与钢轨接触面的契合程度,达到标准焊接状态,研究了由此所引发的轨底脚灰斑、轨脚过烧、三角区细小灰斑和未焊合等缺陷数量分布特征,以及对焊接质量的危害规律.结果表明:电极与钢轨的接触状态不良,会导致工艺参数的调整难以获得稳定质量的预期效果,在很大程度上会影响钢轨接头落锤稳定性,应在生产中给予重视.     

残余应力对钢轨焊接接头落锤试验性能的影响

对钢轨窄间隙电弧焊接头热处理前后的残余应力分布进行了测量和比较,结合落锤试验结果和断口形貌,分析了焊接残余应力对钢轨接头落锤试验性能的影响.结果表明,热处理前,钢轨接头的轨腰和轨颚部位存在较大残余拉应力,在落锤冲击载荷作用下容易形成裂纹源,并沿轨腰向母材延伸、扩展、断裂;热处理后,钢轨接头的残余应力最大值下降1/2~2/3,抗冲击载荷能力显著提高,落锤试验时的钢轨接头沿焊缝中心或热影响区垂直断裂.钢轨接头存在较大残余应力时,在落锤冲击载荷作用下,容易在残余应力较大的部位产生裂纹,并加速扩展和断裂.     

钢轨焊接接头的静弯试验有限元建模及受力分析

钢轨焊接接头的静弯试验是评定焊接工艺和接头性能的重要方法。基于静弯试验系统的结构特征,建立了包含双接触对的钢轨焊接接头静弯接触有限元模型,分析了单元尺寸和接触刚度等接触对参数对计算时间及计算结果精度的影响,优化确定出合适的单元尺寸和接触对模型参数,并通过对比已有文献数据,证明了模型的适用性。然后根据钢轨闪光焊接头的静弯检验标准,对钢轨轨头受压(正弯)和轨头受拉(反弯)时的应力分布进行了模拟计算,获得了钢轨静弯时的应力分布特征、最大等效应力及其位置。通过对计算结果进行分析,对钢轨窄间隙电弧焊接头的强度、残余应力等提出了控制要求,可为后续钢轨窄间隙电弧焊接的工艺改进、接头质量控制和性能改善提供有价值的参考。     

轨道交通用6082铝合金焊接接头组织与性能

采用熔化极氩孤焊(MIG)方法,以ER5356焊丝作为填充材料,对轨道交通用6082铝合金进行焊接,并对获得的接头微观组织和力学性能进行分析测试.金相组织观察表明,接头焊缝金属区为细小的等轴晶组织,主要由α -Al基体相和Mg2Si强化相组成,而热影响区为树枝晶组织,晶粒有所长大.力学性能测试表明,接头的抗拉强度约为母...