高温蠕变持久试验中双层炉丝高温炉的设计及应用

设计了一种双层炉丝高温炉,用于高温蠕变持久试验领域。高温炉炉丝由工作炉丝和备用炉丝组成,炉丝采用直径5mm的电炉丝。当试验机系统检测到工作炉丝断裂时,可自动快速地将炉丝的供电电路由工作炉丝切换到备用炉丝。此时,备用炉丝启动加热,高温炉继续正常工作,可以减少因炉丝断裂导致试验中断带来的损失。试验结果表明,双层炉丝高温炉解决了高温长时蠕变持久试验中高温炉炉丝断裂情况下试验难以继续进行的问题。同时,直径5mm的电炉丝满足了超高温(如1200℃)蠕变持久试验温度控制的需要。     

双丝旁路耦合电弧GMAW高效焊接工艺

在介绍了双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊(双丝旁路耦合电弧(Double-electrode gas metal arc welding,DE-GMAW))高效焊接工艺原理的基础之上,采用双闭环反馈解耦智能控制系统,进行双丝旁路耦合电弧GMAW高速焊接工艺试验,测量双丝旁路耦合电弧GMAW母材热输入,分析双丝旁路耦合电弧GMAW高效焊接工艺机理,并对双丝旁路耦合电弧GMAW高效焊接工艺方法进行改进,进一步研究混合气体保护下的双丝旁路耦合电弧GMAW及其熔滴过渡行为,且开发出单电源双丝旁路耦合电弧GMAW。研究表明:采用双闭环反馈解耦智能控制系统使双丝旁路耦合电弧GMAW焊接过程稳定性更好、精确度更高且响应速度更快;旁路分流是实现高效焊接的同时降低母材热输入的关键;采用混合气体保护下的双丝旁路耦合电弧GMAW能进一步提高焊接过程稳定性,单电源双丝旁路耦合电弧GMAW能形成良好的焊缝成形,且设备成本低。     

双丝窄间隙熔化极气体保护焊的焊接稳定性

双丝熔化极窄间隙气体保护焊(NG-GMAW)前后焊丝之间沿焊接方向的距离和夹角、焊丝与坡口侧壁之间的距离等参数都可以独立调节,并对焊接过程稳定性有很大影响.试验发现,双丝沿焊接方向的间距小于15 mm或大于50 mm时,双电弧处于共熔池或独立状态,焊接过程稳定:而当双丝间距在20～30 mm时,处于共熔池向独立熔池过渡阶段,受窄间隙坡口中非均衡分布的电磁力作用,频繁出现断弧现象,焊接过程不稳定.双丝沿焊接方向平行竖直分布时,焊接过程稳定,若前丝后倾则会加剧电弧的偏移,焊接稳定性变差.焊丝与侧壁间距对电弧形态有很大影响,当间距为2.5 mm时,电弧在焊丝和坡口底部以及侧壁之间稳定燃烧;而当间距达到1.5 mm时,出现侧壁打弧现象,焊接稳定性恶化.     

双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊过程模拟及控制

采用等效电流路径的方法建立双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊耦合电弧的动态数学模型,模拟表征焊接过程稳定性的电流、净干伸长信号的变化,得到与实际焊接过程相似的模拟结果。在此基础上,针对焊接过程中耦合电弧形态的剧烈变化会影响焊接过程稳定性与焊接质量的问题,提出通过调节旁路弧长控制耦合电弧稳定性的方案,并利用Matlab/Simulink软件和xPC-target快速原型控制平台,对控制方案进行模拟、分析、预测与试验。结果表明:所建立的数学动态模型能很好地反映双丝旁路耦合电弧高效GMAW焊接过程;模拟分析旁路弧长控制方案可以有效地解决焊接过程稳定性的问题;控制试验实现了焊接过程的稳定控制并获得了成形良好的焊缝形貌,验证了模拟阶段的分析与预测。     

双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊双变量解耦控制模拟与试验分析

双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊是一种新型、高效的焊接方法。针对其在开环条件下焊接过程不稳定、焊缝成形差的问题,提出通过旁路送丝速度控制旁路弧长从而保证焊接过程稳定性、通过控制旁路电流调节流经母材电流的双变量解耦控制方案并进行模拟与分析。在此基础上,采用快速原型控制系统,设计双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊试验系统并进行双变量解耦控制焊接试验。结果表明,双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊双变量解耦控制方案可以有效地保证焊接过程与流经母材电流的稳定,与模拟结果基本一致;并且由于采用解耦算法,控制过程稳定性更好、响应速度更快、精度更高,并得到成形良好的焊缝,焊接过程飞溅也较小。     

双丝焊技术在厚板箱形梁上的应用

双丝双弧CO2气体保护焊和双丝双弧埋弧焊用于建筑钢结构焊接BOX箱形的生产制作中,可以大幅度提高焊接效率和焊接质量。在焊接腹板较厚的BOX箱形梁／柱时,效果尤其突出。本文介绍经过多次试验及长期生产实践总结的双丝双弧CO2焊和埋弧焊焊接工艺。     

小冲杆蠕变试验机的设计

根据小冲杆试验机所取试样微小的特点,对试验机进行了全新的设计.试验机采用高温炉作为加热装置,能够在200℃-1000℃下进行试验;高温炉内填充保护性气体,以防止试样氧化;设计了全新的夹具.     

激光+双丝脉冲MAG复合焊的焊接稳定性

研究激光和Ar+He混合气体中He气体体积分数对激光+双丝脉冲MAG复合焊焊接稳定性的影响。搭建激光+双丝脉冲熔化极活性气体保护(Metal active-gas, MAG)复合焊焊接系统,利用LabVIEW信号采集系统采集焊接电流和电弧电压波形,借助高速摄像系统同步拍摄电弧形态和熔滴过渡过程,实时监测焊接过程。观察后丝短路和前丝断弧情况并对前丝电弧电压进行单因素方差分析,研究Ar+He混合气体中He气体体积分数对焊接稳定性影响;比较焊接过程中激光的有无对熔滴过渡的影响,分析激光对焊接稳定性影响。结果发现随着He气体体积分数增大,后丝对应短路次数增多,当He气体体积分数为50%时,前丝出现断弧现象,大于50%,断弧时间随之增加,焊接稳定性变差;激光+双丝脉冲MAG复合焊和双丝脉冲MAG复合焊相比,加入激光可稳定电弧,为熔滴提供一附加力,该力促进熔滴过渡,使熔滴过渡尺寸减小,加大过渡频率,改善熔滴过渡,提高焊接稳定性。     

基于数字信号处理器的双丝高速焊数字化协同控制系统

为解决双丝高速焊两路脉冲同步、交替、随机三种输出形式的协同控制问题,采用数字信号处理器(Digital signal processor, DSP) 建立了基于DSP的双丝高速焊数字化协同控制系统。利用DSP内部集成的脉宽调制 (Pulse width modulation, PWM) 模块,以软件方式实现了主、从机两台逆变电源PWM信号的直接数字化控制,从而实现主、从机的高频逆变和低频脉冲波形调制。利用单一DSP芯片实现了双丝高速焊同步、交替、随机三种脉冲相位输出形式。阐述数字化协同控制系统的软硬件设计。双丝高速焊试验结果表明,所设计的数字化协同控制系统满足设计要求,焊接过程稳定、焊接速度快、飞溅小、焊缝成型美观,能实现良好的双丝高速焊工艺。     

延长箱式炉炉丝寿命的方法

箱式电炉经常因炉底板变形,氧化皮由缝隙落下,造成炉丝短路熔断,给生产和维修带来麻烦。解决问题的关键是避免氧化皮落到炉丝上。子是,我们在两块炉底板的接缝处的下面,用带孔的方型浇口砖套在炉丝上(或用P-61粘土质蓄热室端墙用的孔砖)。同时在炉底板周边用石棉绳塞住,并注意保持炉内清洁。     

电阻炉温度的模糊控制系统

为了提高电阻炉温度控制系统的动态性能和控制精度,对传统的PID算法存在的不足进行了分析,提出了基于AT89S51单片机的电阻炉温度模糊控制系统的设计方法,包括系统的硬件设计、软件设计和模糊控制器设计的方法;计算机仿真和工业现场调试结果表明,模糊控制器比PID控制器具有更高的稳态精度和更快的动态响应速度。在系统设计中,所采取的软、硬件设计措施及模糊控制器的设计方法具有一定通用性,也可以应用到其他设备的温度控制系统中。     

禽蛋工业化腌制温度控制方法设计

为提高禽蛋腌制的工业化水平,确保腌制液温度稳定和产品品质,以禽蛋腌制温度控制为研究对象,设计了一种温度控制系统.该温度控制系统主要包括腌制箱、电加热炉、温度传感器和调压模块等.利用调压模块改变电加热管功率进而调整炉水温度,通过换热器调节腌制装置内部腌制液的温度.基于三阶滑模变结构设计了一种温度控制器,引入辅助变量项构建三阶微分动态方程,可消除传统滑模控制存在的抖振问题.仿真和试验结果表明,与常规 PID 控制相比,三阶滑模控制在稳定性、超调量和调节时间等方面均具有一定优势.腌制温度更加平稳,温度调节更加迅速,温差比较小,实际温度和设定温度之间的偏差小于 ０.５℃ .     

电阻炉温度控制系统总体设计

温度是工业生产中常见的工艺参数,温度控制在工业实践和科学研究中具有极大意义,因此,温度控制是生产自动化的重要任务.采用直接教字控制(DDC)中的最小拍控制来控制一电加热炉,输入为加在电阻丝两端的电压,电加热炉的炉内温度作为输出,系统输出输入的传递函数为:G(s)=2/s(s+1)),要实现的温控范围为(100～500)℃.系统采用的控制方案以及抗干扰设计使其达到了较好的控制效果.     

基于内模PID鲁棒控制的电阻炉炉温控制系统

针对电阻炉温度被控对象的纯滞后特性，设计了内模PID鲁棒控制器。结果表明，内模PID鲁棒控制器具有良好的抗干扰性和鲁棒性，且参数整定简单，可有效改善系统的控制效果。     

箱式电阻炉人工智能(AI)温度控制系统的设计

为提高箱式电阻炉温度控制精度,保证热处理工件产品质量,设计以AI调节器为控制核心的人工智能温度控制系统。控制系统采用模糊规则进行PID调节,控制参数能够自动整定,这种新型算法彻底消除了PID饱和积分现象,并能在降低超调的同时提高响应速度。通过试验,人工智能温度调节系统对箱式电阻炉的控制能达到较好的动态和稳态指标,具有较强的实用性。     

电热烘箱温度控制系统设计

介绍一种主要由镍铬丝加热丝、接触器、铂热电阻和温度控制器构成的电热烘箱温度控制系统。镍铬丝采用星形连接,属于接触器控制。此系统控制精度高,故障率低。     

蠕变持久试验机配高温电阻炉温度的测量结果不确定度评定

目前,具有特殊高温力学性能的金属材料的使用几乎涵盖了机械、航空、航天和特殊高温容器等所有工程领域。这些金属材料的高温力学性能参数是使用配有高温电阻炉、真空炉的试验机,通过试验而得出的。从而可以看出,温度对于这些金属材料而言具有特殊而又重要的意义。但是在高温试验过程中,影响试验结果的因素有很多,这里以高温电阻炉为例,评定其温度测量的不确定度。     

基于单神经元自适应PID的电机绕组炉温控制系统设计

设计了1套基于单神经元自适应PID的电机绕组烘干炉炉温控制系统,系统包括硬件控制电路和基于单片机的炉温控制程序。该系统应用于大滞后的电阻炉炉温控制,取得了良好的控温效果。试验表明：与传统的PID炉温控制系统相比该系统具有鲁棒性强、响应快、控制精度高,控制质量可靠等优点。     

基于不确定阶梯式DMC的高炉炉温预测控制

为了对当前炉温的发展做出正确的预测,充分考虑了实际高炉炉温控制系统不确定性因素的影响和预测控制算法需要进行复杂矩阵运算的缺点,提出了一种基于不确定阶梯式动态矩阵的预测控制算法,并应用于高炉炉温控制系统。仿真实验结果表明,该预测控制算法能对当前炉温的发展做出正确的预测,控制稳定性好,是一种提高高炉炉温控制精度的有效方法。     

近室温样品加热炉温度的模糊PID控制研究

根据红外隐身材料光谱发射率测试方法的要求,提出了一种基于半导体制冷器的近室温样品加热炉系统。在对加热炉系统特性进行分析的基础上,建立了基于模糊PID控制的系统仿真模型。经仿真及实验可知,在加热和制冷条件下,实际温度与设定温度之间的误差分别为±0.20℃和±1.00℃。结果表明,系统稳定性好,响应时间短,解决了近室温样品加热炉抗干扰能力弱、不易控制等问题。