某款48 V BSG附件系统设计及优化

以静态参数和测试结果作为衡量指标评价附件系统可行性。静态参数以附件轮包角和带段长度作为衡量参数,测试结果以张紧臂摆幅作为衡量指标。根据测试结果可知,匹配减震皮带轮方案张紧臂摆动过大,带轮脱离皮带,系统产生异响。为了解决异响问题,提出了曲轴皮带轮采用隔离皮带轮代替减震皮带轮方案。结果表明:隔离皮带轮对张紧器摆幅优化效果很明显,且异响问题得到改善。     

基于激光位移传感器的焊缝跟踪实验研究

自动焊接技术是一种提厚壁管道焊接生产率和焊接质量的解决方案。采用基恩士线位移传感器,基于激光三角法原理可以精确提取焊接母材的坡口边缘特征及焊缝中心位置。爬行机器人根据测得的坡口深度和宽度的变化,来自动调节焊头的高度和摆幅。对30°的焊接母材坡口进行了实验,可以扫描得到焊接接头的3D轮廓,测得中心基准偏差为0.6~1 mm左右,为最终实现焊缝视觉跟踪提供了依据。     

Gabor算法在V形焊接坡口图像滤波中的应用

尝试借助Gabor带通滤波器在图像处理中其方向性和频率可选择的优点，通过初始参数计算和实验验证，实现对带辅助结构光V形焊接坡口图像中弧光和飞溅等干扰的有效滤波。结果表明，该带通滤波器滤波效果良好，抗干扰性强。     

坡口形式对Q345/SUS304异种钢对接接头残余应力和变形的影响

近年来,异种钢焊接接头在工业应用上越来越广泛。在焊接中、厚板的异种钢接头时,为了获得全焊透接头通常需要在工件上准备坡口。由于坡口处需要填充焊缝金属,因此不同的坡口要采用不同的热输入和焊道布置。理论上而言,不同热输入和焊道布置对焊接残余应力与变形会有影响。采用数值模拟与试验手段相结合的方法研究坡口形式对Q345与SUS304异材对接接头的残余应力与变形的影响。以有限元软件ABAQUS为平台,开发热-弹-塑性有限元数值计算方法来模拟板厚为10 mm的V形和X形坡口Q345/SUS304异种钢平板多道焊对接接头的温度场、应力场和焊接变形。采用盲孔法测量V形坡口接头表面的焊接残余应力;分别采用游标卡尺和三坐标仪测量V形和X形坡口接头的横向收缩和角变形。通过比较可知,不论是焊接残余应力还是焊接变形,计算结果与试验结果都吻合较好,验证了计算方法的有效性。研究结果表明,在Q345母材与焊缝交界处的应力分布均出现不连续的现象,而且接头中SUS304侧的高拉伸残余应力区域明显宽于Q345侧。数值结果表明,坡口形式对纵向残余应力的峰值影响较小,而对横向残余应力的峰值有一定影响。试验和数值模拟结果显示V形坡口接头的横向收缩和角变形明显大于X形坡口接头的值。     

不锈钢板激光光束摆动叠焊工艺研究

采用光纤激光器和D50摆动激光头进行不锈钢板激光叠焊工艺研究,分析了5种激光光束摆动方式对焊缝成形和气孔率的影响规律,并对直线形光束摆动方式下的焊接工艺参数进行了优化。研究结果表明：相对于常规激光焊接,5种激光光束摆动方式焊接均能有效增大叠焊板结合面熔宽,并可抑制焊缝气孔的产生。在直线形光束摆动方式下,随着激光功率增大或焊接速度减小,焊缝熔深和结合面宽度均增大;随着摆动频率增大,熔深则相应减小;随着摆动振幅增大,焊缝截面形状由丁字形向椭圆形、梯形转变。当激光功率、焊接速度、离焦量、摆动振幅和摆动频率分别为3 kW、2.4 m/min、5 mm、1.5 mm和300 Hz时可获得成形好、气孔较少、剪切强度较高的叠焊接头。     

基于COSMOSMotion的反转摆动从动盘形凸轮机构运动仿真

介绍了什么是反转摆动从动盘形凸轮机构,论述了工作原理,运用SolidWorks软件建立和装配反转摆动从动件盘形凸轮机构,运用COSMOSMotion运动仿真软件对反转摆动从动件盘形凸轮机构进行了运动仿真,得出了从动件摆杆顶尖的运动和力学曲线,对曲线进行了一定的推理分析,为进一步的外形尺寸和机构参数的改进奠定了理论基础。     

坡口形式对不锈钢焊接温度场影响的分析

依托大型有限元分析软件ANSYS,对中厚板304不锈钢焊接过程中U型及V型坡口的焊缝区域温度场进行数值模拟。研究表明,V型坡口焊缝最高温度为1950℃,U型坡口焊缝最高温度为2073℃;U型坡口焊缝中心最高温度比V形坡口高,且热影响区域加宽,对后续应力分析的影响更显著;热循环曲线及焊接温度场等值图符合焊接实际过程温度变化规律,为进一步预测焊接变形和残余应力的分布提供热学方面的理论借鉴。     

焊接坡口对焊接接头安定性的影响研究

结合非线性叠加法和通用有限元软件ABAQUS研究了循环热-机械载荷下对焊接接头的安定性,并比较了UV形、双U形、X形、U形、单面焊及V形等6种焊接坡口形式对焊接接头安定性的影响。结果表明,选用U形坡口(焊接厚度20 mm≤t≤60 mm)及选用双U形坡口(焊接厚度t>60 mm)连接时焊接接头的安定域较大,在循环热-机械载荷下具有更好的承载能力。此研究对厚壁压力容器及管道对焊焊接接头的设计有一定指导意义。     

窄间隙熔化极脉冲氩弧焊接技术

一、前言 通常厚板采用熔化焊时,为了保证焊接质量,需要开V形、X形或者U形坡口,这样坡口加工量大,焊接时焊接材料与电能消耗多,并且生产率低。为此当前国内外推广应用高效、节能、优质的窄间隙焊接技术,其特征是只需开间隙为11～14mm宽的I形坡口,这样坡口的加工量只占原V、X、U形坡口的40％～70％。焊接时可选用通常的气体保护自动焊、埋弧自动焊方法,配以专用的焊枪,在窄间隙坡口中采用中、小线能量进行多层焊,达到节材、节能、降低成本、提高生产率和改善焊接接头性能等效果。 我单位开展了窄间隙熔化极脉冲氩弧焊(以下称窄间隙MIG焊)技术研究,并成功地用于生产,取得较满意的效果。     

机械GTAW不锈钢焊丝摆动堆焊技术

通过调整机械GTAW摆动堆焊焊接参数,对影响机械GTAW摆动堆焊焊接质量的因素进行分析.通过焊接工艺评定试验对摆动堆焊焊接质量进行验证,焊缝经无损检测均合格.该焊接技术已成功应用于蒸汽发生器产品制造中.     

带状电极窄间隙MAG焊

为解决窄间隙焊接中普遍存在的侧壁和焊缝根部熔合不良的问题,基于减小间隙宽度让电弧直接加热间隙侧壁的思路,提出采用矩形截面的带状电极代替常规的圆形焊丝作为熔化极伸入到间隙中进行焊接,利用特殊形状的带状电极在间隙中自动形成的摆动电弧来改善对间隙侧壁和根部的加热,实现窄间隙焊接。研制专用的焊枪,研究间隙宽度、电弧电压和送带速度对间隙中带极端部电弧行为的影响。试验发现,电弧在间隙中的摆动受间隙宽度、电弧电压和送带速度的影响程度依次降低。间隙宽度对电弧的摆动具有决定性作用,间隙太宽电弧不能摆动;电弧电压过高导致电弧沿侧壁攀升得不到抑制,而送带速度主要与电弧电压搭配,保证焊接过程的稳定性,二者对间隙中电弧的摆动行为影响较小。结果表明,合理匹配间隙宽度、电弧电压和送带速度可以实现稳定的摆动电弧,获得侧壁和焊缝根部熔合良好的窄间隙焊缝。     

焊接过程控制电弧传感方法的研究

根据熔化极体气保护电弧焊的电弧自身特性提出了一种电弧传感方法。它可以检测坡口或焊接接头的断面形状,进而能测量接头中心位置,从而实现了电弧传感式的焊缝跟踪控制。由于采用电弧传感,因而此方法简洁,设备简单,成本低且工作可靠,对于推广应用极为有意义。由计算机控制焊枪摆动,可实现可编程的多种摆动模式的控制。研究中还推导出电弧传感方法的数学模型,它提示了电弧传感的基本原理,也为采用此方法的控制算法的研究与应用提供了理论依据。     

基于正弦摆焊的弧焊机器人焊缝跟踪系统的研究

针对弧焊机器人在焊接过程中示教轨迹和实际焊缝位置存在偏差的问题,提出一种基于正弦摆焊的电弧传感方案。首先规划了弧焊机器人正弦摆焊轨迹,对采集到的焊接电流进行谐波提取来获得焊缝位置的横向偏差,然后根据偏差信息纠正机器人的示教轨迹。把这种方案应用在具有对称坡口的焊缝上进行跟踪,取得了良好的效果。     

压力容器弧焊工艺参数推定系统

建立了焊接方法选择、焊材选择和坡口选择的计算机推定模型。采用VFP6．0建立了焊接数据库及其管理系统；实现了焊接工艺参数的计算机自动推定，在给定的母材牌号、板厚和结构形式等条件下，焊接工艺参数推定系统能推定出相应的焊接方法、焊接材料、坡口形式、预热温度和焊接规范参数。     

基于旋转电弧传感的弧焊机器人焊缝跟踪系统

研制了一套基于旋转电弧传感的弧焊机器人空间曲线焊缝智能跟踪控制系统。介绍了系统的硬件构成、软件设计及模糊控制方法。研究了不同焊接位置时，焊接熔池金属对坡口的影响作用，提出采用补偿因子加权处理方法，可有效提高平焊、横焊位置焊缝偏差的识别能力。针对立焊位置的脉冲焊接方法，采用形态滤波技术，通过提取脉冲焊接电流的上包络线，利用一次谐波法准确地对立焊焊缝进行了识别。试验结果表明，该焊缝跟踪控制系统对平焊、横焊及立焊位置的曲线焊缝跟踪效果良好，达到焊接工艺要求。     

Laser vision sensing based on adaptive welding for aluminum alloy

A laser vision sensing based on the adaptive tungsten inert gas (TIG) welding system for large-scale aluminum alloy components was established to fit various weld groove conditions. A new type of laser vision sensor was used to precisely measure the weld groove. The joint geometry data, such as the bevel angle, the gap, the area, and the mismatch, etc., aided in assembling large-scale aerospace components before welding. They were also applied for automatic seam tracking, such as automatic torch transverse alignment and torch height adjustment in welding. An adaptive welding process was realized by automatically adjusting the wire feeding speed and the welding current according to the groove conditions. The process results in a good weld formation and high welding quality, which meet the requirements of related standards. Translated from Journal of Beijing University of Technology, 2006, 32(8): 714–718 [译自: 北京工业大学学报]     

TA15钛合金电子束焊平行焊缝的获得方法

截面平行的焊缝是保证中大厚度焊接结构熔合区组织均匀性及力学性能连续性的重要条件,在工程中有着重要应用。本文在对焊缝形貌进行观察及分析的基础上,研究获得平行焊缝的工艺方法。结果表明,对焊接速度、电子柬流及聚焦电流等焊接参数进行综合调节,可以有效改变焊缝形貌,使焊缝逐步趋于平行。增加编摆扫描并控制扫描的频率和幅度,可以获得一系列具有不同熔宽的平行焊缝。     

基于"准双目"立体视觉的球罐多层焊缝坡口轮廓检测

焊缝坡口的填充情况是球罐纵缝多层焊接规范参数自动规划和调整的一个重要依据.结合球罐纵缝自动焊接焊枪摆动的特点,提出了一种基于单摄像机运动的"准双目"立体视觉方法,用于检测球罐多层焊接时焊缝坡口的填充情况,从而避免了双目立体视觉公共视场要求和摄像机位置重叠之间的矛盾.由此开发了提取用于表征坡口填充情况的焊缝坡口轮廓参数的计算方法.所检测的轮廓参数精度小于0.5 mm,为球罐多层焊接自动化提供了条件.     

激光-MIG双丝复合焊电弧特性与熔滴过渡研究

利用搭建的激光-熔化极惰性气体保护(Metal inert-gas,MIG)双丝复合焊接系统进行焊接试验。在试验中,主要研究激光功率、送丝速度、光丝间距和离焦量等几个主要变量对复合焊接稳定性、电弧特性和熔滴过渡的影响规律。分别选取电弧电压变异系数、电弧偏转角、熔滴过渡方式及过渡频率作为评价参量对稳定性、电弧特性和熔滴过渡进行分析。研究发现,随着激光功率增加,电弧偏转角先减小后增加,在1 000 W附近偏转角最小,焊接过程最稳定。引导丝熔滴始终为粗滴过渡,而跟随丝熔滴为粗滴过渡+少量短路过渡,熔滴过渡频率呈现先增加后下降的趋势。在送丝速度为4 m/min时引导丝和跟随丝的电弧稳定性最好,电弧偏转角先减小后增加最终趋于稳定。在离焦量为–1 mm时,引导丝和跟随丝熔滴过渡频率均达到最大值,分别为8.6Hz和6.3Hz。     

高氮钢激光-电弧复合焊接气孔控制方法研究*

为了掌握高氮钢复合焊接气孔控制的有效方法,研究电弧能量、激光能量和振动频率对焊缝气孔的影响。从气孔率方面分析焊缝气孔的产生原因,并从电流和电压波形及熔滴过渡方面分析其对焊接过程稳定性的影响。熔池流动与焊缝气孔具有一定的关联性,并从熔池流动状态方面分析其对气孔的影响。激光匙孔的形成需要一定的阈值能量,匙孔穿透状态对气孔率有直接影响,依据激光匙孔底部受力情况,分析匙孔状态对焊缝气孔率的影响。结果表明：气孔率随电弧能量或激光能量的增加而呈先升后降的变化趋势,电弧能量4 800 J(I=200 A,U=24 V)时,气孔率最低,仅为0.49%;而激光功率为2.8 kW时,气孔率降为最低,仅为0.14%;施加振动后焊缝气孔率均明显减小,气孔率随着振动频率的增加而先降后升。适当的电弧能量或激光能量可有效抑制焊缝内气孔数量,振动频率为35 Hz时抑制气孔效果最好。