基于小波变换的MAG快速成形焊缝截面建模

提出一种基于小波变换的焊缝截面形态建模方法。基于小波变换模极大原理提取了典型焊缝截面轮廓,分别采用三次样条、带约束的三次样条以及B样条曲线方法对提取的焊缝轮廓进行插值,并基于最小二乘法对插值后的焊缝边缘轮廓进行了数据拟合,得到了焊缝轮廓数学模型。结果表明,采用小波变换提取焊缝截面轮廓是可行的,带约束的三次样条曲线过渡平滑、无突变点,在该试验条件下得到的焊缝截面轮廓数学模型为正弦曲线。     

Effects of processing parameters on figuration during the GMAW rapid prototyping process

As a deposition technology, gas metal arc welding （GMAW） has shown new promise for rapid prototyping of metallic parts. During the process of metal forming using the arc of GMA W, low heat input and stable droplet transition are critical to high quality figuration. The effects of various processing parameters on figuration quality were studied in the experiment of GMA W rapid prototyping using the wire of ERSO-6 , including welding voltage, wire feeding rate, welding speed and so on. The optimal parameters for ERSO-6 are obtained. Simultaneously, it is verified that the rapid prototyping parts with favorable structures and quality can be achieved under the conditions of low heat input and stable droplet transition.     

铝合金焊接快速成形层间间隔时间分析

在焊接成形过程中,热输入的大小对成形零件的质量和性能有很大的影响.将控制层间间隔时间作为控制热输入的一种方法,以交流钨极氩弧焊(AC-TIG)为焊接热源,对5356铝合金进行了多层多道焊的快速成形试验,通过改变层间间隔时间,分析了不同的层间间隔时间对成形零件表面质量和组织相尺寸的影响.结果表明,在相同的焊接参数条件下,变层间间隔时间所成形零件的表面质量和组织相情况均优于等时间间隔时间的成形零件.     

基于焊接的快速成形技术

近年来，快速成形技术（如SLA、LOM、FDM等）得到了快速的发展，基于焊接的快速成形技术因能获得组织致密的金属零件，从而得到工业界的广泛关注。回顾了当前基于焊接的快速成形技术的研究进展，介绍了与之相关的CAD模型切片算法、路径规划策略以及焊接方法、焊接工艺参数、成形过程监控等的发展状况及其对成形效果的影响；并对以后熔焊快速成形技术的研究方向做了预测。     

双熔化极旁路电弧焊控制系统控制器快速原型实现

在介绍了双熔化极旁路电弧焊这种高效的焊接方法基础上,采用了基于xPC实时目标环境,建立了双熔化极旁路电弧焊实时目标的硬件平台,运用Matlab/Simulink工具开发了双熔化极旁路电弧焊控制系统的快速原型,并进行了不同控制器下的焊接特性及工艺方面的试验研究.结果表明,模糊控制器的控制效果优于九点控制器,且快速原型控制系统具有很好的快速响应性能,能较好地实现双熔化极旁路电弧焊过程稳定焊接,焊缝成形美观、飞溅小.     

TIG焊快速制造神经网络焊接参数控制器

介绍了TIG焊快速制造系统,分析并得出了影响快速制造的主要焊接参数.通过大量TIG焊快速制造试验,得出了焊接参数的控制方案,并提出了一种基于BP神经网络的预测焊接参数的方法.设计并制作了基于继电器的焊接参数控制器的接口电路及相应电脑控制软件,将控制器用于TIG焊快速制造试验,得到了比较理想的试验效果,并有效减少了试验中的事故.     

铝合金MIG焊快速成形问题及计算机分析

基于熔化极惰性气体保护焊快速成形技术,引入激光热源,提出激光-TIG复合热源快速成形技术,并采用该技术制作铝合金墙体零件。结果表明:相比常规M IG焊,激光-MIG复合焊过程中电弧在激光的作用下,其作用范围减小,作用精度提高,稳定性增强,提高了零件表面质量和精度。     

Development of a welding system for 3D steel rapid prototyping process

0　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＷｅｌｄｉｎｇｒａｐｉｄｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇｉｓａｎｏｖｅｌｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｉｎｗｈｉｃｈａｓｏｌｉｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｒｅｆｏｒｍｅｄｂｙｗｅｌｄｉｎｇｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏａｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＣＡＤｍｏｄｅｌ.Ｉｎｔｈｉｓｐｒｏｃｅｓｓ ,ａｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ( 3Ｄ)ｏｂｊｅｃｔｉｓｓｌｉｃｅｄｂｙＣＡＤ ,ａｎｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｏｕｔｌｉｎｅｃｕｒｖｅｓｏｆｅａｃｈｌａｙｅｒａｒｅｏｂｔａ…     

三维焊接快速成形技术的研究现状及发展趋势

基于三维焊接的直接金属快速成形技术发展至今,以焊接工艺为技术依托,直接成形金属材料零件已成为三维焊接快速成形技术新的研究热点。总结了快速成形技术的国内外研究现状,阐述了该技术目前所存在的问题,以及提出了该技术目前仍然有待提高的方面以及在以后的研究过程中所需解决的问题。     

Concave edge-based part decomposition for hybrid rapid prototyping

As one of the solutions to the limitations of the current layered manufacturing, hybrid rapid prototyping systems that perform both machining and deposition are being introduced. In the hybrid rapid prototyping, a part of a complicated shape is realized by adding layers of a simpler shape, each of which is obtained by machining a sheet of constant thickness from its top and bottom surfaces. Thus it is desired to decompose a given part into the minimum number of layers while guaranteeing each layer to be fabricated from the given sheets using a 3-axis milling machine. To satisfy these requirements, a concave edge-based approach is proposed to decompose a part into layers by considering the tool accessibility, the total number of layers, and the allowable sheet thickness. In this approach, for a given build-up direction, the undercut edges, which cause a part to be inaccessible by a tool, are extracted and classified into two types and eliminated in two decomposition steps.     

焊接成形中堆积轨迹对温度场影响的数值模拟

焊接快速成形的零件具有优良的力学性能等优点,因此焊接成形有很好的应用前景。但焊接成形是一个局部高温加热过程,温度场的分布影响焊接零件质量和性能。以薄板件单层成形为研究对象,通过ANSYS软件进行数值模拟,初步分析在相同的焊接条件的情况下,不同的堆积轨迹对成形零件温度场、应力等的变化情况,从而为正确选择成形过程的实际扫描路径提供理论依据。     

等离子弧金属快速成型设备控制系统设计

等离子电弧的弧柱温度高于普通电弧焊的两倍,且电弧发散非常小,等离子弧焊接时热影响区非常小,所以利用其进行零件制造时的成型精度高于其他电弧快速成型方法,并且不存在激光、电子束设备造价和使用费用高的缺陷,因此利用等离子弧作为热源进行快速成型制造成为研究热点。根据金属快速成型的主要特点和工艺流程,设计了等离子弧金属快速成型设备控制系统,该控制系统的控制核心为CP1H-PLC,配备了MT8-070i H3触摸屏、OMRON MY2N-J中间继电器单元。采用该设备进行实验,在合适的工艺条件下,成型件达到设计要求,证明该控制系统工作可靠、性能稳定。分析试验结果,初步掌握等离子弧金属快速成型工艺参数。     

高速旋转电弧窄间隙MAG焊焊缝成形的分析

采用平特性电源,研究了高速旋转电弧窄间隙MAG焊接工艺对焊缝成形的影响规律。结果表明,旋转电弧是通过热量的合理分配来改善焊缝成形,旋转频率对熔化速度的影响很小。提高旋转频率和降低保护气中CO2的含量有利于增加侧壁熔深,改善焊缝成形;但同时也容易造成电弧与侧壁短路,恶化焊缝成形,严重的将出现未熔合。所以在间隙小于10min时旋转频率应小于50Hz。焊接速度的变化不会影响过渡形式,但较低的焊接速度可以得到更大的表面下凹。     

双丝脉冲MAG焊的熔滴过渡及工艺特征

搭建了并列式双丝脉冲MAG焊工艺试验系统,通过双丝脉冲协调控制器连接试验所用的两台电焊机,在试验过程中采集了焊接电流、电弧电压信号,并用高速摄像机对焊接过程的电弧行为与熔滴过渡过程进行了同步拍摄．应用上述试验系统,在实现稳定焊接过程的基础上,分别研究了脉冲峰值电压与脉冲基值电压、两个焊丝在垂直于焊道方向上的距离、焊枪倾角这三个因素对电弧行为、熔滴过渡过程及焊缝表面成形与焊缝几何尺寸的影响．确定了最理想的脉冲峰值一基值电压,并且发现在文中所述试验参数下,焊丝间距11mm为两电弧形成共熔池、同焊道的上临界距离．结果表明,随着焊枪倾角的增加,焊缝熔深增加,熔宽减小,在焊接速度和送丝速度不变的前提下余高增加．     

一种新的精密高效低成本模具加工与成形方法

基于零件成型中去除成型与添加/堆积成型方式,采用离散制造原理,直接快速制造金属模具零件。制造中先采用超声波焊接,实现层与层之间的固体连接,每一层焊接完成后,根据计算机中CAD数据信息,驱动刀具进行单层平面轮廓加工,然后再堆积成形新层。这样逐层堆积、加工,直至零件加工完毕,是一种新的直接金属模具快速成型方法。     

4043铝合金冷金属过渡薄壁构件电弧快速成形

为研究4043铝合金在冷金属过渡下的电弧快速成形,搭建了电弧快速成形系统,获得了4043铝合金薄壁电弧快速成形构件. 结果表明,通过控制起弧和收弧的电流百分比,可以控制电弧成形的能量分布,解决了薄壁构件成形时起弧的驼峰和收弧的塌陷问题. 总结了4043铝合金冷金属过渡电弧快速成形中焊接速度与送丝速度对成形效果的影响. 最后根据合适的工艺参数,对成形良好的构件的微观组织进行了观察和力学性能进行了测试分析. 得出了通过调节参数和优化路径,可以较好的控制单道薄壁成形样件的尺寸精度,获得优异成形试样的结论.     

脉冲PAW快速成形焊缝尺寸的预测模型

介绍了一种基于脉冲等离子焊接快速成形的方法,并采用Taguchi法对单道成形试验进行了合理设计,从而获得了多组焊接工艺参数下的熔宽和余高数据.通过遗传算法（GA）结合BP神经网络的方法建立了等离子焊接快速成形的预测模型,该模型预测了不同焊接成形工艺参数下单道成形的熔宽和余高.结果表明,通过误差分析和线性回归的方法验证了模型具有较高的预测精度和泛化能力,能够合理的预测焊道尺寸,并能推广到多层多道堆积成形尺寸的预测.     

U型钢机器人快速MAG焊接工艺研究

采用机器人对U型钢试件进行快速MAG焊接工艺试验,通过对立缝焊接过程电流、电压、速度等工艺参数及摆动幅度、摆动频率、两侧壁停留时间等机器人运动参数对焊接过程及焊后结果的影响进行分析,结合立角焊接过程熔池受力特性对焊接过程的影响,配合平角及立向弯角焊接,形成一套连贯有效的U型钢快速MAG焊接工艺并能用应用于实际产品。结果表明,在保证焊接稳定性的前提下,焊接电流、电弧电压适当减小,焊接速度适当增加,摆动参数适当减小,有利于焊后焊缝良好成形及效率提高;最终工艺应用在产品上,降本增效,满足生产质效需求。     

基于快速成型的病态膝关节建模技术

针对医学领域中人工关节制造的多样性、复杂性的特点,提出了一种基于CAD技术和快速成型技术的膝关节三维建模方法。以膝关节CT图片为数据源,通过灰度分割法调整阈值,提取骨骼层片边缘轮廓,导入CAD软件,经过曲线重构、曲面重构实现三维模型重构,输出STL文件,采用快速成型技术制造出膝关节原型。结果表明：该技术可以实现个体化人体器官快速成型三维模型的准确构建。     

水下高压干式环境下压力及焊接参数对GMAW焊缝成形的影响

开展水下高压干法焊接试验研究,在焊接过程相对稳定的情况下,以环境压力、焊接电流、保护气成分、焊丝伸出长度为变量,探索其对于焊缝截面成形的影响规律. 采用正交试验方法,通过试验确定了焊缝熔深、熔宽及余高随上述变量的变化规律. 结果表明,随着环境压力增大,焊接飞溅增多,熔深增加,熔宽减小,余高增高;高压环境下,随着焊接电流增大,熔宽没有明显变化,熔深增加,余高略有增加;随着保护气中CO₂比例的增加,熔深减小,熔宽增加,余高变化不明显;随着焊丝伸出长度增加,熔深减小,熔宽增加,余高增加.