CO2焊不同过渡形态下电流信号的近似熵分析

介绍了非线性参量近似熵的理论及算法,提出由近似熵的角度分析CO2焊不同过渡形态下稳定性的思想.在合适的参数匹配条件下,逐渐增大送丝速度,使过渡过程依次出现稳定的短路过渡、瞬时短路过渡以及潜弧过渡时,通过计算其电流信号的近似熵大小及方差来研究CO2焊过程稳定性的特征.结果表明,在不同的过渡形态下,近似熵可作为焊接过程稳定性的评判标准,即近似熵越大、方差越小,焊接过程就越稳定.完善了近似熵作为稳定性评判标准的理论,促进该理论进一步的应用.     

铝合金P-MIG焊稳定性近似熵神经网络预测

通过对不同焊接过程的电压信号进行近似熵计算与分析,得到了能够反映焊接过程稳定性的不同工艺参数与近似熵值的匹配模型和样本数据.在此基础上提出了运用广义回归神经网络(GRNN)对电弧电压信号近似熵进行预测的方法进而对铝合金脉冲MIG焊过程稳定性进行了识别.介绍了铝合金脉冲MIG焊过程稳定性近似熵广义回归神经网络预测模型的结构和算法,并对样本数据进行了预测试验.结果表明,该神经网络电弧电压近似熵预测的平均误差为9.08%,准确率为90.92%,满足用来评价铝合金脉冲MIG焊接过程稳定性的精度要求.     

双丝间距对激光-双电弧复合焊接过程稳定性的影响

采用多信息融合技术对激光-双电弧脉冲复合焊在不同双丝间距下的电流信号、电压信号、高速摄像信号进行同步采集,研究双丝间距对焊接过程的电弧行为、熔滴过渡过程及焊缝表面成形的影响,并依据混沌理论和算法,从非线性角度对激光-双丝脉冲MIG焊接过程的电流信号进行了最大Lyapunov指数(LE)计算.结果表明,激光-双丝脉冲MIG焊接过程是一个混沌过程,由于激光光致等离子体和电弧等离子体的相互作用改变电弧的形态和熔滴受力状态,进而影响焊缝成形,在一定的焊接工艺参数下存在最佳双丝间距,在最佳双丝间距下,电弧稳定,焊缝成形良好,且此时最大LE值及其标准方差最小.     

Plasma-MIG复合电弧焊接特性分析

采用Plasma-MIG复合电弧对Q235低碳钢进行堆焊试验,对焊接过程中复合电弧形态、电弧空间分布、焊缝成形及细晶原理进行了分析.结果表明,Plasma-MIG复合电弧焊接过程中,外层等离子电弧单独存在,内层MIG电弧在焊丝端部与外层等离子弧耦合.复合电弧空间温度分布均匀,高温停留时间短,冷却速度快.Plasma-MIG复合电弧在大的等离子电流下,促进填充金属润湿铺展,焊缝熔宽大,成形美观.相同热输入量条件下,等离子电流增大能够促进晶粒自发形核,原奥氏体晶粒及焊缝组织得到细化.     

激光-短路MAG复合热源焊接过程稳定性的影响因素

以低碳钢为研究对象,通过焊接电弧分析仪,对比研究了激光-短路MAG电弧复合热源焊接过程中焊接速度、激光与电弧的相对位置对焊接过程稳定性的影响规律.结果表明,随着焊接速度增加,MAG和激光-短路MAG复合热源焊接过程稳定性都会降低,但由于激光的引入,复合热源在高速焊接过程更稳定.与MAG相比,复合热源可以提高极限焊接速度1倍以上;复合热源焊接过程中,与激光在前引导焊接相比,电弧在前引导焊接过程稳定性更高.     

激光-等离子弧复合焊技术的研究进展

激光-等离子弧复合焊技术是一种具有较好工业应用前景的新技术,目前已经引起了国内外研究人员的重视。已发表的研究文献表明,与单独激光焊相比,此技术可显著提高焊接速度和间隙适应能力,有效地减少气孔和热裂纹,改善焊缝成形质量,可应用于剪裁拼板焊、涂层钢的搭接焊、填丝焊、薄板高速焊及表面合金化,适合于低碳钢、不锈钢及铝合金等材料,且能用于立焊。为了使该技术尽快应用于工业生产中,今后需加强复合焊炬的开发、焊缝成形机理以及关于此技术新的应用领域的研究。     

等离子弧焊电弧的数值模拟

建立了等离子弧焊静止电弧的三维有限元数学模型,考虑等离子气、保护气的作用,利用ANSYS有限元分析软件对电弧的温度场、速度场、压力以及阳极工件表面的电流密度等进行了数值模拟,并与TIG焊进行了比较.结果表明,由于喷嘴的约束作用,等离子弧焊与TIG焊相比,电弧温度显著提高,焊接电流为150 A时电弧最高温度达到30 000 K.等离子弧焊的另一个显著特点是等离子体流速和电弧压力显著增大.通过计算马赫数、有效粘度和动力粘度之比,认为等离子体电弧处于层流不可压缩状态.     

电弧电压对混合气体保护焊电弧稳定性的影响

通过分析电压-电流波形图、电流-电压循环图、电压-电流概率分布图、短路时间频数分布图等．探讨电弧电压对混合气体保护焊电弧稳定性的影响规律,并确定了一定焊接条件下的最佳电孤电压。     

铝合金超声-MIG焊接电弧行为

文中对铝合金超声-MIG焊接电弧行为作了系统研究.试验主要关注超声电弧在不同送丝速度和电压变化条件下的响应情况.结果表明,超声电弧的压缩效果对焊接参数存在一定选择性.在给定试验中,随着送丝速度的增加,压缩效果逐渐减弱.结合试验对电弧的自调节进行了分析,相对普通MIG焊接,超声电弧电场强度和温度都极大提高,显示出更强的焊接稳定性特点.     

铝合金超声-MIG焊接电弧行为

文中对铝合金超声-MIG焊接电弧行为作了系统研究.试验主要关注超声电弧在不同送丝速度和电压变化条件下的响应情况.结果表明,超声电弧的压缩效果对焊接参数存在一定选择性.在给定试验中,随着送丝速度的增加,压缩效果逐渐减弱.结合试验对电弧的自调节进行了分析,相对普通MIG焊接,超声电弧电场强度和温度都极大提高,显示出更强的焊接稳定性特点.     

低碳钢等离子-TIG耦合电弧高效复合焊接工艺性能分析

针对低碳钢材料焊接效率低的问题,提出了等离子-TIG耦合电弧焊接方法,通过设计集约化枪体结构促使等离子和TIG电弧在电磁力作用下实现稳定耦合,优化复合焊接热源特征,并研究了电弧形态、焊缝成形和力学性能.结果表明,等离子-TIG耦合电弧具有优异的深熔焊接特性,相对于等离子和TIG焊接方法具有更加合理的深宽比,且对熔滴、熔池有震荡搅拌效果,促使晶粒细化,并降低熔合区联生结晶倾向.使用5 mm厚Q235B钢板进行对接试验,实现了稳定的单面焊接双面成形,焊缝美观无缺陷且抗拉强度优于母材.     

波控CO2短路过渡焊电流信号的近似熵分析

为了评定波控CO2短路过渡焊的稳定性,将非线性参量近似熵理论引入到研究中.利用近似熵对波控CO2短路过渡焊电弧的电流信号进行特征分析.通过对不同的焊接参数下的电流近似熵比较,表明不同工艺参数下,近似熵明显不同,其可作为焊接过程稳定性的评判标准,近似熵越小、方差越小,焊接过程就越稳定.结果表明,近似熵分析在表征信号的复杂性方面有明显的效果,从而为波控CO2短路过渡稳定性分析提供了一种很有效的方法.     

数字激光视觉在激光焊和复合焊接中的应用

为了获得更高焊接速度下的焊接高质量,激光焊接或激光电弧复合焊接通常需要自动化的控制系统。智能的数字激光视觉技术能保证激光或激光电弧复合热源准确地对中焊缝,在焊接时根据所测量的间隙和错边等数据实时地调整焊接过程参数,并在线检测焊后焊缝成形和探测表面缺陷。DIGILAS/MDL智能激光焊接模块在激光拼焊中的应用和数字激光视觉在结构型材、船板、管件及直缝焊管等的激光电弧复合焊系统中的应用,说明激光视觉已成为激光焊接和激光电弧复合焊接系统中提高焊接质量和一致性、增加有效焊接时间和降低总体焊接生产成本的关键组件。     

Simulation analysis of double arc in plasma arc welding

Aimed at plasma arc welding, a mathematic model was established according to the theory of magnetic fluid dynamics. The model was numerically analyzed by ANSYS software. The temperature, current density and plasma velocity distributions of normal arc had been simulated and compared with those of double arc. The results show that the appearance of double arc has made the temperature of the nozzle rise up to 5 000 K. The appearance of side arc could make the current density of the main arc decrease, and also make the maximal temperature of the arc reduce.     

Synergetic effects of hybrid laser/arc welding

Abstract

The present study reports the results of a study examining the synergetic effects of hybrid laser/arc welding. Experiments were carried out with a 500 W Nd:YAG laser in combination with standard gas tungsten arc welding equipment and attention was focused on two aspects: the heat transfer efficiency and the melting efficiency. The heat transfer efficiency was determined by calorimetric measurements, whereas the melting efficiency was obtained from the transverse cross-sections of welds produced under various conditions. In addition, analytic calculations of the melting efficiency were performed on the basis of a modified form of the Rosenthal equation. The results show that the interaction of the laser and the arc does not lead to a noticeable change in the heat transfer efficiency, but results in a significant increase in the melting efficiency. The observed synergic melting effect is caused by addition of the two heat sources (laser and arc) and the contraction of the arc by the laser beam.     

水下湿法药芯焊丝焊接电弧稳定性

利用焊接电弧电压信号的标准差和差异系数的倒数作为评价电弧稳定性的指标,通过试验研究了不同工艺条件下水下湿法药芯焊丝焊接的电弧稳定性．建立了湿法焊接电弧稳定性的敏感度模型,分析了各工艺参数如焊接电流、电弧电压、焊接速度和水深对湿法药芯焊丝焊接电弧稳定性的影响．结果表明,水深增大时,焊接电弧稳定性变差,特别是在浅水区域,增大水深可显著降低电弧稳定性;焊接速度增大,电弧稳定性变差;焊接电压对电弧稳定性影响很大,适当提高焊接电压可提高电弧的稳定性．     

激光-电弧复合焊接在汽车制造中的应用

阐述了激光—电孤复合焊耧提出背景以厦其机理，介绍了国内外激光—电孤复合焊接在汽车车身制造中的应用现状，证明激光—电弧复合焊接作为一种新型焊接技术在汽车行业中将会得到越来趄广泛的应用。     

激光-TIG复合焊接热源机理研究现状与进展

阐述了国内外关于激光-TIG复合热源焊接机理的研究现状,介绍了光谱诊断技术在激光-TIG复合热源机理研究中的应用.建立了具有高时间分辨率的光谱分析系统,运用等离子体的光谱分析技术,分析了激光-TIG复合热源焊接过程中激光和电弧的相互作用机理.研究表明,应用先进的光谱诊断技术可以对激光-TIG复合热源焊接中复杂的物理现象进行诊断,是提高和发展复合焊接技术的一种有效方法.     

Effects of welding voltage on process stability in hyperbaric gas metal arc welding

Based on hyperbaric gas metal arc welding （GMAW） experiments at ambient pressure of 0. 8 MPa, the process stability of different welding voltages was studied. The experiments were carried out with a high speed camera system including infrared laser backlight and electric signal acquisition system. Keeping wire feed speed at 8 m/min, arc length increases linearly with the increase of welding voltage in O. 8 MPa argon environment. Under this condition, all the metal transfer modes are droplet repelled transfer and the transfer frequency increases with increasing welding voltage. The number of deviating spatter is less with relatively high welding voltage. The results of electric signal waveforms show that the probabilities of short circuit and arc interruption decrease firstly and then increase with increasing welding voltage. When the welding voltage is 37 V, the hyperbaric welding process is the most stable with no probability of short circuit and arc interruption.     

低功率YAG激光-MAG电弧复合焊接不锈钢

以0Cr18Ni9Ti不锈钢钢板为试验材料,研究了低功率脉冲YAG激光-脉冲MAG电弧复合热源和单脉冲MAG焊接不锈钢.结果表明,低功率脉冲YAG激光-脉冲MAG电弧复合热源同样具有大功率激光-电弧复合焊接才有的增加熔深、提高焊接速度、稳定焊接过程等优点;低功率脉冲YAG激光的加入改变了电弧形态,电弧根部被吸引和压缩现象显著,提高了能量利用率;与单脉冲MAG堆焊相比,在相同焊接速度下复合焊最大能增加熔深1.3倍,在相同熔深下复合焊的焊接速度可以提高50%;复合焊焊缝的晶粒较单MAG焊缝中的晶粒细小,其焊缝抗拉强度比单MAG的好,断裂属于延性断裂.