摩擦焊计算机闭环控制系统的研究

采用电液比例技术,研制了摩擦焊计算机闭环控制系统,实现了摩擦焊接过程中轴向压力的闭环控制及主轴转速、轴向缩短量的实时检测.生产现场数据统计分析表明,该系统具有较强的抗干扰性和良好的可靠性.并已在石油钻杆的生产中得到应用.     

基于Windows系统摩擦焊机闭环控制系统研制

根据摩擦焊接质量控制功能、精度和稳定性的更高需要,研制了Windows系统平台下摩擦焊接过程计算机电液比例闭环控制系统.介绍了控制系统硬件的总体结构以及系统软件的设计,对系统研制中的一些关键问题做了分析,如程序运行效率、摩擦时间高精度定时以及硬件抗干扰设计该系统实现了摩擦焊接过程中轴向压力和摩擦缩短量的闭环控制,且功能扩展性好,有较为广阔的应用前景.     

摩擦焊接过程PLC闭环控制系统

为提高摩擦焊接过程参数控制精度,降低控制系统成本,以PLC为控制平台,配合必要的A/D、D/A模块以及电液比例控制单元,建立了摩擦焊机PLC闭环控制系统,并开发了相应的闭环控制软件和人机界面.该系统具备摩擦焊接过程顺序控制功能和轴向压力闭环控制功能.测试表明,该系统闭环控制周期16ms.经实际生产表明,可以稳定用于摩擦焊接生产,摩擦压力和顶锻压力的控制精度可达5%.     

线性摩擦焊设备液压伺服系统的设计

液压式线性摩擦焊是将电液伺服控制技术运用到线性摩擦焊接领域的一种先进制造技术.分析线性摩擦焊设备的工作原理,针对系统工作状况设计了一套液压伺服系统,采用一个小流量的伺服阀在振动过程中实现实时位置闭环控制,振动停止后将振动缸位置精确定位是该系统的设计特点.同时针对液压系统中关键元件振动伺服阀进行了大量的设计计算、对比及仿真实验,从而选出适合该系统的伺服阀.该液压系统的设计为线性摩擦焊设备的研制提供了参考.     

搅拌摩擦焊主轴力控制液压伺服仿真与分析

搅拌摩擦焊接技术是一种新型固相焊接技术,由于其独特的技术优势正被广泛地应用于铝合金等轻质合金板的焊接中。分析了基于液压伺服技术的搅拌摩擦焊接主轴力控制系统,推导得出主轴液压伺服系统的力控制数学模型,在MATLAB软件的Simu LINK模块中搭建控制模型,分别利用模糊PID和普通PID控制理论对控制模型进行仿真。分析仿真结果发现:模糊PID和普通PID控制方法虽然都能实现对主轴液压系统的力控制,但模糊PID控制不论是在响应时间、控制精度还是抗干扰能力方面都优于普通PID控制,并且通过实验验证了模糊PID控制的可行性。     

基于ARM的摩擦焊机压力闭环控制系统的设计

设计了基于ARM的摩擦焊机压力闭环控制系统,该控制系统以S3C44B0X处理器为控制系统核心器件,以电液比例溢流阀为执行系统关键部件,并引入增量式PID算法对摩擦焊机顶锻压力进行控制。实验结果表明:该系统快速、稳定、可靠,且具有较强的抗干扰性。     

电模拟惯性摩擦焊接技术

为适应摩擦焊接设备的发展,降低制造成本,在对惯性摩擦焊接过程运动学方程分析基础上,结合电模拟惯量技术,开发出了电模拟惯性摩擦焊接技术及设备. 结果表明,电模拟惯性摩擦焊接过程中各参数随时间的变化规律,以及惯量大小对焊接参数的影响规律,符合惯性摩擦焊接的一般规律. 相同惯量下,电模拟惯性摩擦焊接与机械惯量惯性摩擦焊接过程转速曲线变化趋势一致. 采用电模拟惯性摩擦焊接技术,所需惯量可以设定成大于系统基本惯量,也可以设定成等于或低于系统基本惯量,还可以补偿主轴机械摩擦阻力对焊接过程参数的影响.     

搅拌摩擦焊主轴位置液压伺服控制仿真与分析

搅拌摩擦焊接技术是一种新型固相焊接技术,由于其独特的技术优势正被广泛应用于铝合金等轻质合金板的焊接中。分析了基于液压伺服技术的搅拌摩擦焊接系统,推导出主轴液压伺服系统的数学模型,在MATLAB软件的Simulink模块中搭建控制模型,分别利用模糊PID和普通PID控制理论对控制模型进行仿真。通过分析仿真结果发现:模糊PID和普通PID控制方法虽然都能实现对主轴液压系统的伺服位置和力控制,但模糊PID控制不论是在响应时间、控制精度还是抗干扰能力方面都优于普通PID控制,并且通过实验验证了模糊PID控制的可行性。     

轨道车体自动化搅拌摩擦焊接技术研究

轨道列车车体生产采用搅拌摩擦焊接技术进行铝合金型材的拼接,传统焊接控制需要人工对焊接深度和焊接位置进行实时调整,当焊接行程变长后,不仅增加了工人劳动强度,且焊接效率低下,质量不高。为解决该问题,采用辅助焊接技术对焊接控制进行升级,通过恒压力控制技术自动检测焊接深度并进行自适应调节,实现焊接Z向深度的自动控制;通过激光跟踪扫描技术实时检测焊缝位置,实时自动调整焊接Y向位置;最终结合数控编程,完成无人干预一键焊接,实现轨道列车车体产品的自动化焊接。实践应用表明,单块产品的焊接时间由1 h缩短至40 min,焊接质量合格率由原来的约87%上升至约95%。     

搅拌摩擦焊接技术研究现状与应用

本文主要介绍了国内外搅拌摩擦焊接技术研究现状、应用和发展趋势等方面的情况,希望对搅拌摩擦焊接技术研究现状与应用有一个比较全面的了解。     

搅拌摩擦焊接头区域的摩擦磨损性能

通过测定失重量和摩擦力矩的波动情况，得出在不同工艺参数条件下试样的抗磨损性和摩擦系数的变化规律。实验结果表明：搅拌摩擦焊接头的摩擦磨损性能明显优于母材，当正压力从50N增加到100N时．母材的失重量增加近6倍，母材的失重量在同等加载情况下是焊缝的10-20倍。实验还表明搅拌摩擦焊接头的摩擦力矩较小并且波动平缓。     

搅拌摩擦焊接技术最新进展

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,简称FSW)是由英国焊接研究所TWI于1991年开发的专利技术,并且在随后取得了巨大的进展。综述了近10年来国内外搅拌摩擦焊技术的发展概况和最新进展,阐述了搅拌摩擦焊技术的原理、工艺特点及其广泛的工业应用前景,指出搅拌摩擦焊技术研究的必要性和紧追性。     

LY12搅拌摩擦焊接过程中搅拌针摩擦行为的研究

搅拌摩擦焊是一种依靠搅拌头与被焊金属之间的摩擦来实现焊接的焊接方法,二者之间的摩擦系数直接影响到最终的焊接效果。本试验对LY12铝合金摩擦系数随温度等因素的变化情况进行了研究,试验结果表明:由于温度对铝合金的表面状态的影响非常大,所以铝合金的摩擦系数在高温下的变化也很大。通过试验数据建立了LY12铝合金与高速钢的摩擦系数与温度之间的关系曲线,发现二者之间的摩擦系数随温度的增加先增大,达到金属的熔点下限后开始减小。并且对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊接过程中的摩擦行为进行了分析。     

摩擦焊接工艺及设备的技术提升

从材料学角度分析了工进速度、顶锻速度、顶刹时差、摩擦速度、顶锻变形量和后峰值扭矩等摩擦焊热力学参数量化控制的必要性;对摩擦焊工艺结构调整与焊机数字化技术提升的互动关系进行了实验研究。为拓展摩擦焊工程应用,促进摩擦焊产业向先进制造技术方向发展提供了实验研究基础。     

基于工件与外部可消耗工具摩擦的焊接技术研究进展

摩擦焊是一类依靠摩擦产热来实现材料连接的固相焊接技术,具有接头质量高、焊接变形小、节能环保等优点,广泛应用于航空航天、交通运输、矿山机械、海洋装备等领域. 近年来,摩擦焊技术发展迅速,一些改型的工艺相继产生. 根据相互摩擦对象的属性对摩擦焊技术进行了分类,归纳了各自的主要工艺特点.对基于工件与外部可消耗工具相互摩擦的焊接技术进行了系统综述,重点介绍了径向摩擦焊、摩擦-铆接、摩擦塞补焊、摩擦堆焊和涡流搅拌摩擦焊的基本工艺原理和最新研究进展,同时对以上工艺技术的未来发展展开了讨论,以期为相关领域的科研工作者提供参考.     

搅拌摩擦焊接头区域的摩擦磨损性能

通过测定失重量和摩擦力矩的波动情况,得出在不同工艺参数条件下试样的抗磨损性和摩擦系数的变化规律。实验结果表明:搅拌摩擦焊接头的摩擦磨损性能明显优于母材,当正压力从50N增加到100N时,母材的失重量增加近6倍,母材的失重量在同等加载情况下是焊缝的10￣20倍。实验还表明搅拌摩擦焊接头的摩擦力矩较小并且波动平缓。     

LY12搅拌摩擦焊接过程中搅拌针摩擦行为的研究

搅拌摩擦焊是一种依靠搅拌头与被焊金属之间的摩擦来实现焊接的焊接方法，二者之间的摩擦系数直接影响到最终的焊接效果。本试验对LY12铝合金摩擦系数随温度等因素的变化情况进行了研究，试验结果表明：由于温度对铝合金的表面状态的影响非常大，所以铝合金的摩擦系数在高温下的变化也很大。通过试验数据建立了LY12铝合金与高速钢的摩擦系数与温度之间的关系曲线，发现二者之间的摩擦系数随温度的增加先增大．达到金属的熔点下限后开始减小。并且对LY12铝合金搅拌摩擦焊焊接过程中的摩擦行为进行了分析。     

纯铝1060搅拌摩擦微连接焊接力及温度研究

搅拌摩擦焊过程中各物理量的采集分析为理解接头形成过程及质量影响因素提供重要的数据支持.为研究搅拌摩擦微连接过程中焊接力及温度的变化情况,利用自制的监测系统对0.8 mm厚1060-H24超薄铝板搅拌摩擦微连接过程中的焊接力及不同搅拌头转速下的焊缝温度进行了实时测量采集.研究结果表明:搅拌头转速为11000 r/min时焊缝温度最高,达到约350℃,因焊接过程中的搅拌摩擦作用,焊缝金属受热充足流动性好,易形成表面形貌美观且性能优良的搅拌摩擦微连接接头;搅拌头下压驻留后,在初始焊接阶段,焊接轴向力保持在约50 N,持续2 s后因母材受热严重软化导致轴向力开始迅速下降,降至约30 N后稳定焊接.在焊接阶段中焊接横向力始终保持在20～40 N范围内小幅度波动.     

镁合金搅拌摩擦焊接技术的研究进展

搅拌摩擦焊是一种节能、节材、清洁、高效的新型金属连接技术，特别适于轻金属的连接。铝合金搅拌摩擦焊技术已经在很多领域实现了工业应用，而镁合金搅拌摩擦焊的研究才刚刚开始。对搅拌摩擦焊的技术特点作了简要的介绍，并对镁合金搅拌摩擦焊接工艺以及材料的组织与性能方面的研究进行了综述，并对以后的研究方向作了展望。