基于代理模型和NSGA-Ⅱ的超高强钢电阻点焊工艺参数多目标优化

为寻求超高强钢电阻点焊时最佳的焊接工艺参数,开展正交试验法设计三因素五水平的平板搭接点焊试验,以焊接时间、焊接电流和电极压力为可调的工艺参数,将熔核直径、压痕深度、拉剪强度及飞溅情况作为焊接接头质量评价指标.基于高斯过程回归和BP神经网络建立起焊接工艺参数与焊接接头质量评价指标之间关系的代理模型,训练的结果显示模型精度很高.最后利用带精英策略的非支配排序的遗传算法NSGA-Ⅱ实现多目标优化,得到各评价指标之间的最优pareto解集.经验证,各评价模型的相对误差值都很小.结果表明,该优化方法有较好的预测效果和稳定性.通过使用较少的试验数据,建立优化模型的方法对电阻点焊及其它焊接领域最佳焊接工艺参数的选取具有重要的指导价值.     

稀土镁合金GW103K光纤激光焊接工艺研究及优化

采用光纤激光焊对T6态GW103K板材进行焊接,建立了焊接工艺窗口,并采用正交试验设计方案,以高温抗拉强度为评价指标,运用极差法和方差法优化焊接工艺参数,确定了各工艺参数的影响程度及最优焊接工艺。研究激光功率对接头高温力学性能的影响,分析最优工艺参数下焊接接头高温力学性能及高温拉伸断口形貌。结果表明:激光功率对焊接接头高温力学性能影响最为显著。最优工艺参数下,焊接接头200℃平均高温抗拉强度为281.1 MPa,为母材的86.3%,延伸率为7.4%,达到母材的65.4%;该参数下接头成形良好,焊缝区域晶粒尺寸较小;此时接头与母材断裂模式均为韧性断裂。     

液体火箭发动机关键部件自动焊工艺

以发动机关键件之一的燃气发生室为例,针对其具体结构合理设计了焊接试件,运用正交试验的方法对焊接工艺参数进行筛选,得到影响焊接质量的主要影响因子和最优工艺参数匹配。最后编制了相应的焊接工艺管理信息系统,可以方便的新增、修改、删除、浏览、查询和排序焊缝参数、焊接规范和焊接效果等,在实际生产中受到用户好评。     

Mg-Gd-Y-Zr激光焊接工艺优化及高温力学性能

利用光纤激光焊对T6态Mg-10Gd-3Y-0.5Zr板材进行焊接. 以高温抗拉强度为评价指标,采用正交试验对工艺参数进行优化,分析了激光功率对接头高温力学性能的影响. 利用SEM,XRD及HRTEM对最优工艺参数下接头焊缝中心组织、热影响区组织、高温拉伸断口进行观察与分析. 结果表明,激光功率对焊接接头高温力学性能影响最显著. 最优工艺参数下焊接接头200 ℃平均高温抗拉强度为292.1 MPa,为母材的84.5%,断后伸长率为8.6%,达母材的71.1%. 激光功率的变化会导致焊缝中心晶粒尺寸、热影响宽度及其晶粒尺寸和相组成发生变化,从而影响接头高温力学性能. 200 ℃下焊接试件与母材断裂模式均为韧性断裂且热影响区为接头薄弱部分.     

基于旋转电弧传感器的水下焊接电流信号特征

为了实现基于旋转电弧传感器的水下自动焊接,并获得良好的焊缝成形和较高的跟踪精度,必须确定水下焊接时的最佳焊接工艺参数。本文着重研究了水下焊接旋转电弧传感器的焊接电流、旋转频率、焊枪高度和焊枪旋转半径4个主要影响因素对焊缝成形和电流信号特征的影响。通过正交试验的方法,以水下焊接的焊缝成形和电流信号特征的好坏作为评价指标,确定了最优焊接工艺参数,为后续焊缝跟踪提供试验依据。     

基于SPA的6061铝合金脉冲激光焊接工艺参数优化

以激光峰值功率、焊接速度、脉冲宽度、离焦量为优化工艺参数，以焊接接头的抗拉强度、断后伸长率、焊缝熔深、焊缝宽度为综合优化工艺目标，运用正交试验与集对分析相结合的方法对6061铝合金脉冲激光焊接工艺进行了多目标优化. 通过正交试验获得数据样本，利用集对分析法对数据分析以实现工艺参数的优化. 首先确定单工艺目标与理想解的同一度、对立度、贴近度，然后以单工艺目标贴近度的权重和表示综合工艺目标的贴近度. 最后根据不同工艺参数、不同工艺水平的综合工艺目标的平均贴近度确定最佳工艺. 优化结果为:激光功率3.5 kW、焊接速度2.4 m/min、脉冲宽度4.0 ms、离焦量-1 mm.     

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.     

基于旋转电弧传感法和神经网络的焊缝成形预测模型

搭建了基于旋转电弧传感法的焊接试验平台,制定焊缝成形与焊接电流波形情况的评价指标,确定以旋转电弧传感器检测的焊接电流、旋转频率、焊枪高度和焊枪旋转半径作为影响焊缝成形与焊接电流波形的关键因素。进行了焊接试验,采集训练数据,推导了焊接电流、旋转频率、焊枪高度、焊枪旋转半径与焊缝成形、焊接电流波形之间的神经网络模型。最后的验证试验表明,所构建的神经网络模型能较好地预测焊缝成形及焊接电流波形情况,能够为旋转电弧法最优焊接工艺参数的选取提供依据,以实现优异的焊接过程自动化。     

基于正交试验设计的汽车消声器焊接工艺优化

针对汽车消声器结构的特点,研究了前消总成中催化器总成环焊缝的特点。文中运用正交试验设计方法,以焊接残余应力为评价指标,对催化器总成焊接的工艺参数进行优化设计,然后采用有限元模拟软件Marc对最优焊接工艺的焊接残余应力进行数值模拟,获得了催化器总成焊接环焊缝的残余应力分布情况。结果表明,电弧电压对焊接残余应力影响最为显著,其次为气体输出流量、焊接速度、焊接电流和焊丝直径等。研究结果为优化消声器焊接工艺、有效控制焊接残余应力提供了参考。     

基于响应曲面法的玻纤增强PBT激光透射焊接工艺参数优化

对玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）复合材料进行平顶光束激光透射焊接工艺参数优化，选取焊接工艺参数（激光功率、焊接速度、玻纤含量）为影响因素，选择焊接质量（焊缝抗剪强度、焊缝宽度）为响应值。通过方差分析表和残差概率图验证了模型的准确性，并探究不同焊接工艺参数组合对焊接质量的交互影响。结果表明，增大激光功率、提高焊接速度和增加玻纤含量，焊缝抗剪强度先升高后下降；降低激光功率，提高焊接速度，焊缝宽度下降；增大玻纤含量，焊缝宽度先增大后减小。焊接速度对焊缝抗剪强度影响较大，玻纤含量对焊缝宽度影响较大。分别以最佳焊接质量和最小焊接成本为目标确定了玻纤复合材料的最优焊接工艺参数。     

超超临界机组锅炉异种钢小径管镍基焊接接头超声波检测

针对超声检测火力发电厂锅炉小径管奥氏体钢与低合金钢对接异种钢焊缝的技术难题,文章通过理论分析、试验研究及现场检测验证,研究了常规小径管探头异种钢焊缝超声波检测方法。结果表明,对于如熔合线裂纹类缺陷选用小角度探头(K1～1.5)效果较佳;对于焊缝内缺陷宜选用大角度探头(K2～2.5)。利用该方法能有效检测出焊缝内各种缺陷,保证了机组安全运行也取得了较好的经济效益,对异种钢焊缝小径管超声波检测具有较强的借鉴意义。     

Research on multi-objective optimization of GMAW welding of DH36 steel

Weld bead morphology plays an important role in welding procedure specification and welding process planning. In order to obtain the quantitative relationship between process parameters and weld morphology of DH36 marine steel plate, grey correlation method was used to study multiple morphology characteristics simultaneously. Eighteen experimental runs were proposed according to orthogonal method. With grey correlation theory, three response objectives, aspect ratio, depth of penetration and weld were transformed into a single grey correlation grade(GRG). The process parameters were quantitatively correlated to the GRG value and optimized with the target of maximum aspect ratio, minimum depth of penetration and maximum weld area. The results show that the optimized weld bead morphology is better than other weld bead morphology. The relative error of the predicted GRG with respect to the actual value is 5.06%, which further verifies the accuracy of the established model. The microstructure and hardness analysis suggests that the optimized welded joint has obtained required mechanical properties.The research outcomes provide a theoretical basis for multi-objective optimization of arc welding morphology in practical applications.     

核电站用钢制安全壳纵焊缝的焊后热处理畸变

基于SYSWELD软件对钢制安全壳筒体环建立了有限元模型,对拟定的筒体纵焊缝热处理工艺采用有限元法进行了模拟分析,计算了热处理后的畸变和残余应力,并将数值模拟分析的畸变数据与实测数据进行了对比,证明了拟定的工艺满足产品技术要求,可为超大型容器局部焊后热处理提供参考。     

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。     

基于响应面法的HR-2抗氢钢电子束插接焊工艺参数优化

为解决HR-2抗氢钢电子束插接焊有效熔深不足、焊缝处开裂等问题,采用BBD设计试验方案,基于响应面法建立了HR-2抗氢钢电子束插接焊焊接工艺参数(聚焦电流、焊接速度、束流、倾斜角度)与预测响应值(有效熔深、接头抗剪承载力)之间的统计模型.根据有效熔深和接头抗剪承载力的要求优化焊接工艺参数,并通过优化电子束焊接工艺参数来预测电子束插接焊的有效熔深和接头抗剪承载力,实现焊缝截面形貌与接头强度的最佳组合.结果表明,模型拟合度较好,有效熔深预测值比实测值高1.17%,接头抗剪承载力预测值比实测值高2.63%,得到较优的焊接参数为：聚焦电流2.46 A,焊接速度10.00 mm/s,束流8.20 mA,倾斜角度11°.在该参数下的焊缝有效熔深1 347.82 μm,接头抗剪承载力13.525 kN.     

SUS 301L不锈钢冷金属过渡焊搭接接头焊接工艺、微观组织及力学性能

随着我国轨道交通行业的飞速发展,车体减重对于节省能源有着重大意义。利用CMT冷金属过渡焊接技术对4—0.8 mm SUS301L-MT不锈钢搭接接头进行工艺研究,获取最优工艺参数;同时,观察焊接接头的宏观形貌、微观组织,测量其力学性能及变形。结果表明,在最优工艺参数下,焊缝成形美观,无明显缺陷,焊缝区组织主要为奥氏体柱状晶和枝晶状铁素体;焊接接头最大拉伸剪切力达到22 234.42 N,硬度测试最小值均出现在焊缝区;此外,焊后试板呈现波浪变形,最大Z方向变形量出现在试板边缘。     

基于神经网络的316L不锈钢激光焊焊缝形貌预测

在316L不锈钢的激光焊接过程中,其焊接工艺参数直接影响焊缝的形貌,建立焊接工艺参数与焊缝几何形状之间的关系对于优化焊接工艺参数,降低焊接成本非常重要. 根据316L不锈钢焊缝二维不光滑轮廓形貌特点,采用分段函数思想,分别使用Hermite插值和最小二乘拟合的方法描述焊缝轮廓,构建广义回归神经网络焊缝二维形貌预测模型. 结果表明,采用Hermite插值的方法能够获得更准确的焊缝形貌,其平均相对误差为?3.49%. 该模型为316L不锈钢激光焊焊缝预测提供一种有效方法.     

第三代核电CVS混床及阳床压力容器焊接工艺控制

在第三代核电机组的相关设备中,CVS混床及阳床为奥氏体不锈钢材质的高压容器,其筒体壁厚达到122 mm,且没有人孔设计,封头与筒体环缝只能从单侧进行焊接,对焊接工艺及焊接质量的控制的要求高,且任何焊缝缺陷的返修难度较大,会对焊缝质量产生较大的影响.通过对焊接工艺、焊接质量控制及焊接收缩量制定了控制措施,产品最终焊缝质量...     

SUS301L不锈钢冷金属过渡焊接接头焊接工艺、微观组织及力学性能

随着我国轨道交通行业的飞速发展,车体减重对于节省能源意义重大.采用CMT冷金属过渡焊接技术对4-0.8 mm SUS301L-MT不锈钢搭接接头进行了工艺研究,获得最优工艺参数;同时,对焊接接头进行了宏观形貌、微观组织观察、力学性能以及变形测量.结果表明,在最优工艺参数下,焊缝成形美观,无明显缺陷,焊缝区组织主要为奥氏体柱状晶和枝晶状铁素体;焊接接头拉伸剪切最大力达到了22 234.42 N,硬度测试最小值均出现在焊缝区;焊后试板呈现波浪变形,最大Z方向变形量出现在试板边缘.     

On-line evaluating on quality of mild steel joints in resistance spot welding

A method was developed to realize quality evaluation on every weld-spot in resistance spot welding based on information processing of artificial intelligent. Firstly, the signals of welding current and welding voltage, as information source, were synchronously collected. Input power and dynamic resistance were selected as monitoring waveforms. Eight characteristic parameters relating to weld quality were extracted from the monitoring waveforms. Secondly, tensile-shear strength of the spot-welded joint was employed as evaluating target of weld quality. Through correlation analysis between every two parameters of characteristic vector, five characteristic parameters were reasonably selected to found a mapping model of weld quality estimation. At last, the model was realized by means of the algorithms of Radial Basic Function neural network and sample matrixes. The results showed validations by a satisfaction in evaluating weld quality of mild steel joint on-line in spot welding process.