基于BP神经网络的GMAW焊接工艺参数设计

焊接工艺参数决定着焊缝几何尺寸和焊接接头的组织性能,正确地设计焊接工艺参数是焊接结构生产的重要工作.基于数值模拟和神经网络技术,以焊接质量信息(焊缝几何尺寸和冷却时间)为输入,焊接工艺参数为输出,建立了BP网络设计焊接工艺参数系统,对该网络的性能进行了测试和验证.     

基于BP神经网络的GMAW焊接工艺参数设计

焊接工艺参数决定着焊缝几何尺寸和焊接接头的组织性能,正确地设计焊接工艺参数是焊接结构生产的重要工作,基于数值模拟和神经网络技术,以焊接质量信息（焊缝几何尺寸和冷却时间）为输入,焊接工艺参数为输出,建立了BP网络设计焊接工艺参数系统,对该网络的性能进行了测试和验证。     

Ar＋CO2混合气体保护焊焊缝几何形状的试验研究

简要介绍了试验中的因子设计方法,并采用因子设计方法进行焊接试验,测得焊缝尺寸数据。通过有关统计分析,研究了焊接电流、焊接电压及混合气体配比等3个规范参数与焊缝几何形状参数的相互关系,提出了焊缝熔深H,焊缝宽度B和余高a的数学模型,并通过试验对这些数学模型进行了验证。所得到的数学模型可对焊缝的几何形状进行预测。     

一种模糊推理的CO_2焊接质量预测方法

为了能够精确地预测并控制机器人焊接过程中的焊缝成型质量,提出一种模糊推理的方法建立CO_2焊接工艺参数和焊缝成型质量之间的非线性关系。首先选取影响CO_2焊接质量的主要焊接工艺参数,通过正交实验法取得这些工艺参数对应焊缝成形几何尺寸的数据,然后分别对样本数据进行模糊化,选择隶属度函数,最后依据实验得到的经验制定模糊规则,搭建出焊接工艺参数对应焊缝质量的模型。并基于模糊规则制定时未用的实验数据进行测试,模糊推理方法得到的预测数据相比实际焊接结果,误差在3%以内,验证了所建立预测模型的有效性,为CO_2焊接工艺参数的优化控制提供依据。     

机器人MIG焊工艺参数对焊缝尺寸的影响

为了进一步探讨平板单层熔敷成形中的焊接工艺,为后续成形试验提供理论指导和技术支持,研究了与机器人MIG焊金属快速成形焊接过程密切相关的重要焊接参数.采用单因素试验方法,获得了各焊接参数对成形焊缝尺寸(余高和熔宽)的影响规律.通过分析可知,送丝速度和焊接速度对焊道几何尺寸影响显著; 焊枪倾角、工件坡度及干伸长对成形焊道几何尺寸的影响相对较小,可以用于对焊道精细规划中的焊缝尺寸(余高和熔宽)进行微调.     

低碳钢管-管全位置自动焊接的工艺及性能研究

利用管-管全位置自动焊接设备研究了不同的焊接工艺对低碳钢管焊缝形貌和性能的影响。通过金相显微镜、扫描电镜分析了焊缝的组织形貌,利用显微硬度计测定了焊缝不同区域的硬度分布。结果表明,在焊接过程中,焊枪处于不同位置时,相应地调节焊接参数,才能保证良好的焊接成形质量。硬度测试表明,从基体到热影响区再到焊缝,硬度逐步升高。     

薄板铝合金的CMT焊接工艺

为了解决利用传统焊接方法焊接铝合金时容易造成生产效率低、焊接变形大以及夹钨、裂纹、气孔等缺陷,对6082-T6铝合金进行了冷金属过渡焊,并确定了最佳焊接工艺参数.利用金相显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对铝合金的焊缝成型、显微组织与相组成进行了分析.利用维氏显微硬度计和万能拉伸试验机测量了焊接接头的硬度和拉伸力学性能.结果表明,在最佳焊接工艺参数下6082-T6铝合金焊缝成型良好,其焊缝组织主要由α-Al固溶体组成.焊接接头的拉伸断裂位置处于热影响区,其最高拉伸强度约为母材的61%,拉伸断口形貌为塑性断口.     

多传感器信息融合在焊接质量控制中的应用

利用BP神经网络,将电弧传感器和超声波传感器所获观测信息以及焊接电流、焊接速度、焊缝坡口等焊接参数信息进行有效融合,得到焊缝熔深预测模型.为了对焊缝熔深进行精确控制,结合传统PID控制器与模糊控制器的优点,设计了参数自调整模糊PID控制器,仿真结果表明:建立的焊缝熔深预测模型能够实时、快速、准确地测量得到焊缝熔深信息,在系统性能各方面参数自调整模糊PID控制器相比于传统PID控制器有着显著优势.     

T91与10CrMo910异种钢焊接工艺分析

分析了T91与10CrMo910钢的异质焊接工艺,确定出预热和层间温度,选择了焊接材料,制订出相应的工艺参数和焊接、热处理工艺,通过焊接工艺试验评定表明:焊缝能够满足各项焊接要求.     

焊接工字梁应力集中的有限元分析

应力集中对焊接钢桥的疲劳寿命影响非常显著.为了研究焊接结构几何上的差异对焊趾应力集中系数的影响,通过有限元方法模拟结构的细部受力状态,计算出细部的应力集中系数,并分析了结构几何参数对应力集中系数的影响.对桥梁常用的工字形钢梁的横隔板与主梁翼板连接处的焊缝进行了细部有限元分析.结果表明:细部有限元网格尺寸不能取得过大,否则会影响应力集中系数的计算精度;底板厚度和横隔板厚度对焊趾应力集中系数的影响不大;焊脚长度和焊趾过渡圆弧半径对应力集中系数均有影响.     

纵向磁场对CO_2焊接电弧及焊缝成形的影响

为了促进CO_2焊接的发展,降低焊接飞溅率与改善焊缝成形显得至关重要.在具有不同磁场强度与磁场频率的外加纵向磁场作用下,通过高速摄像技术观测了焊接电弧形态,同时测量了焊缝熔宽和熔深的变化.结果表明,当励磁电流为1 A、励磁频率为50 Hz时,焊接电弧由最初的锥形变为钟罩形,并按一定方向旋转,焊接电弧的刚性和稳定性得到了增强,因而焊接效果较好.随着磁场参数的增加,焊缝的熔宽与熔深先增加后减小.因此,通过采用一定范围内的磁场参数,可以达到有效改善焊缝成形并降低焊接飞溅的效果.     

310S奥氏体不锈钢TIG自熔焊热源模型与温度场模拟

采用SYSWELD有限元软件对12mm厚的310S奥氏体不锈钢平板TIG自熔焊焊接过程进行了模拟研究。通过建立材料物性数据库,选用双椭球模型作为焊接模型,以对流和辐射作为模拟工件与外部环境热交换的主要方式,将模拟获得的焊缝截面形貌、焊接热循环曲线和实验获得的焊缝截面形貌、焊接热循环曲线对比,建立了焊接热源模型,获得了TIG焊温度场分布。研究表明:建立的焊接热源模型拟合良好,参数选取的较为合理;双椭球热源模型能较好的模拟310S奥氏体不锈钢TIG焊接过程的温度变化。     

动态递归模糊神经网络及其BP学习算法

提出了一种新型的动态递归模糊神经网络,并根据动态递归神经网络的数学模型推导出其动态反向传播学习算法,仿真结果表明对于动态系统的辨识,动态递归模糊神经网络较传统模糊神经网络在辨识精度和稳定性方面具有更好的效果.     

Mn—Si系多层焊焊缝侧弯形貌的研究

本文通过焊接接头侧弯试验，光学显微镜和扫描电镜分析，对Ｍｎ－Ｓｉ系多层焊焊缝侧弯形貌进行了研究，探讨了侧弯形貌与焊接热循环，焊接线能量及显微组织之间的关系，研究表明，焊缝侧弯形貌分析是了解Ｍｎ－Ｓｉ系多层焊焊缝变形能力的一种直观有效的途径。     

焊道形貌特征的BP神经网络建模与预测

良好的焊道是成功进行电弧增材制造的保障,其受到焊接电流、电压、扫描速度、送丝速度等多种参数影响. 提出了以焊道高度、宽度为形貌特征的4输入2输出BP神经网络模型,并利用PSO进行了神经网络权值的优化求解. 实验结果表明,设计的BP神经网络实现了对焊道形貌的预测,为后续电弧增材制造的实时预测与控制提供了模型基础.     

镀锌钢板添加Cu粉U-MIG焊接工艺及成型机制

为了改善镀锌钢板的焊接性和提高焊接接头的性能,研究了镀锌钢板表面涂覆Cu粉的U-MIG焊接工艺和焊缝成型机制。通过焊缝宏观形貌和横截面分析了Cu粉的添加对焊缝形貌的影响,采用光学显微镜分析了热影响区和焊缝中心区的微观组织。利用第一性原理计算的方法进一步分析了Cu与Fe的成键机制。研究结果表明:Cu粉的添加增加了焊缝熔深和减小了焊缝余高;同时,金相图表明铜粉有利于细化焊缝区的晶粒组织;差分电荷密度图则表明Cu的添加有利于提高结构的稳定性。     

高速电弧焊中驼峰焊道的形成机理及影响因素探讨

高速焊由于可以大幅度提高生产效率,已成为焊接界的研究热点.但焊接速度提高的同时也更容易产生焊接缺陷,如驼峰焊道,即焊缝金属沿焊接方向上分布严重不均的焊缝成形缺陷.驼峰焊道的出现限制了焊接速度的进一步提高,国内外焊接学者已对驼峰焊道进行了深入的研究,目前提出了多种模型来解释驼峰焊道的形成机理,但尚未形成统一认可的理论.为此介绍驼峰焊道的形貌,并以高速电弧焊中驼峰焊道为例,结合国内外研究现状对高速电弧焊中驼峰焊道形成机理进行分析,认为保护气、金属成分、电极几何形状和热源形态等都是影响驼峰焊道的因素.     

基于激光视觉传感的铝合金自适应焊接

为了适应大型铝合金构件TIG焊接坡口状态的变化,建立了基于激光视觉传感的自适应焊接系统．系统采用新型激光视觉传感器精确测量焊缝坡口,获得焊缝坡口角度、间隙、截面积和错边等几何信息,可用于焊前辅助大型航天构件的装配,以及焊接过程中焊缝自动跟踪．该系统根据坡口状况自动调整焊接电流、送丝速度等工艺参数,实现了焊接过程的自适应控制,焊接成形良好,焊接质量符合相关标准要求．     

异种磁性不锈钢厚板激光焊接焊缝成形特征

鉴于异种磁性不锈钢焊接结构对焊接接头成形质量要求较高,采用外部脉冲调制高功率光纤激光对异种磁性不锈钢进行焊接,研究脉冲调制参数对焊缝成形的影响。结果表明:脉冲波形和脉冲频率对焊缝成形和形貌尺寸的影响较大,采用梯形波和脉冲频率为500 Hz左右的激光焊接时能够获得成形良好无缺陷的焊缝,采用N2保护有利于抑制高功率光纤激光焊接过程气孔的产生。     

人工神经网络及其在焊接中的应用

介绍了ＢＰ网络、Ｈｏｐｆｉｅｌｄ网络、ＡＲＴ网络和ＣＭＡＣ网络等几种主要的神经网络模型及其特点，阐述了神经网络在焊接领域中的应用，如焊缝跟踪、焊缝成型控制、缺陷检测、焊接接头性能预测及焊接过程稳定性控制等方面的研究现状，并探讨了其发展趋势。