焊道形貌特征的BP神经网络建模与预测

良好的焊道是成功进行电弧增材制造的保障,其受到焊接电流、电压、扫描速度、送丝速度等多种参数影响. 提出了以焊道高度、宽度为形貌特征的4输入2输出BP神经网络模型,并利用PSO进行了神经网络权值的优化求解. 实验结果表明,设计的BP神经网络实现了对焊道形貌的预测,为后续电弧增材制造的实时预测与控制提供了模型基础.     

金属熔融涂覆成形薄壁件表面形貌与工艺

针对现有金属增材制造设备昂贵、成形效率低等问题,提出金属熔融涂覆增材制造（MFCAM）.以锡铅合金为原料,开展基础工艺实验,研究流量、成形速度和层厚对多层单道成形件表面形貌特征的影响规律.通过统计分析影响因素,提高成形件表面质量,采用显微图像观察,结合波纹度对多层单道试件层间结合状态进行评估.研究结果表明,金属熔融涂覆增材制造成形效率为50 mm³/s,成形件表面波纹度的轮廓算术平均偏差为0.944 8,证明了MFCAM新工艺的可行性及高效性.     

锌合金熔融沉积三维打印工艺

针对现有金属件增材制造技术存在设备开发及运行成本高、成形效率低的问题,提出新的低成本且适用于中、低熔点金属材料的增材制造技术--熔融沉积3D打印成形,介绍了该技术原理.采用自主开发的成形设备,开展锌合金熔融沉积3D打印成形工艺试验,研究喷嘴高度、扫描速度和搭接率对成形效果的影响.研究结果表明：金属熔融沉积单道轨迹宽度与高度成反比例关系;当喷嘴高度为25~35 mm,扫描速度为8 mm/s时,所得的单道轨迹质量较好;当路径搭接率为35%~40%时,沉积单层表面质量较好;采用熔融沉积三维打印工艺所成形锌合金实体的致密度可以达到97%以上;通过提高坩埚加热温度、成形基板温度、退火温度和退火时间,可以显著增强成形件的致密度;采用金属熔融沉积三维打印工艺,可以实现具有复杂形状内流道模具的成形,不仅可以降低加工难度,还可以提高成形效率;熔融沉积三维打印成形锌合金实体的抗拉强度为198 MPa,屈服强度为140 MPa,伸长率为0.453%,拉伸性能与传统挤压铸造工艺相当,实体的显微组织呈现更细化的树枝状.     

420不锈钢激光选区增材件的激光焊接组织和拉伸性能

随着增材制造的不断发展,420不锈钢增材制造件的焊接研究变得越发重要。因此,研究了420不锈钢激光选区熔化增材制造件的激光焊接接头的微观组织和焊接件的抗拉性能。结果表明,420不锈钢增材件具有良好的激光焊接成形性能,焊缝区组织细小,焊接热影响区组织粗化不明显,增材件受到激光焊接的热影响较小;增材件焊接件的断裂表现为脆性断裂,抗拉强度高达600 MPa以上,高于420不锈钢轧制试样焊接件的抗拉强度;增材件激光焊缝区的硬度低于母材的硬度。     

双丝三电弧铝合金熔丝成形性

为了实现双丝三电弧铝合金熔丝的高效化制造,通过进行焊缝形貌分析与力学实验,找出双丝三电弧铝合金熔丝成形的影响因素.结果表明,当增加A3弧电流时,熔深减少,热影响区减小,焊接变形得到改善.阴极清理效果随着送丝速度的增加而增加,但随着A3弧电流的增加而减小.当A3弧电流为35 A时,熔丝质量最佳.当电极端部至工件表面的距离处于9～14 mm之间时,阴极清理效果最佳.相比普通纯Ar保护情况,采用精Ar保护的焊缝表面阴极清理区更宽,焊缝表面也更加干净光亮.     

机器人MIG焊工艺参数对焊缝尺寸的影响

为了进一步探讨平板单层熔敷成形中的焊接工艺,为后续成形试验提供理论指导和技术支持,研究了与机器人MIG焊金属快速成形焊接过程密切相关的重要焊接参数.采用单因素试验方法,获得了各焊接参数对成形焊缝尺寸(余高和熔宽)的影响规律.通过分析可知,送丝速度和焊接速度对焊道几何尺寸影响显著; 焊枪倾角、工件坡度及干伸长对成形焊道几何尺寸的影响相对较小,可以用于对焊道精细规划中的焊缝尺寸(余高和熔宽)进行微调.     

纵向磁场对TIG焊电弧形态的影响

为了研究外加纵向磁场对TIG焊焊接电弧形态的影响并分析电弧形态的变化机理,在常规的TIG焊焊接过程中施加纵向磁场,利用高速摄像机对焊接电弧形态进行拍摄和记录.实验结果表明,当无磁场作用时,弧柱呈锥形且未发生旋转运动.在外加磁场作用下,弧柱呈收缩状态且沿顺时针旋转.当焊接参数不变时,随着磁场强度的增加,弧柱的收缩程度随之增加.根据磁场的理论公式,可推导出在外加纵向磁场作用下,电弧的旋转半径与磁感应强度成反比.     

16MnR＋00Cr19Ni10不锈钢复合钢板的焊接

16MnR＋00Cr19Ni10不锈钢复合板的焊缝是由基层、过渡层、覆层三个部分组成。焊接基层时,应严格采用短弧操作,不得触及和融化覆层母材;过渡层焊时在保证熔合良好的前提下,要尽量减少基层金属的熔入量;过渡层及覆层焊接采用直焊道不摆动快速焊并严格控制焊接的层间温度≤100℃。     

带极堆焊中的电弧磁控技术研究进展

带极堆焊包括埋弧焊和电渣焊两种焊接形式,已为广泛应用于改善设备的的耐腐蚀、耐磨蚀性能。为了提高生产效率,往往需要采用较大的焊接电流或较宽的带极。然而,这极易导致电弧偏吹、熔深加大及焊道成形不良等缺陷。国内外对带极堆焊中磁控技术的研究发现,利用外加磁场可以有效地减小熔深、改善焊道成形。分别对带极埋弧堆焊和电渣堆焊两种情况下外磁场对焊接质量的不同影响进行了讨论。并指出,带极埋弧堆焊时施加振荡磁场,通过电磁搅拌作用可以有效地减小焊缝金属的稀释率及腐蚀速率,并且这种磁控电弧在保证一定稀释率的前提下允许采用更大的焊接电流,以提高生产效率,且不影响焊接质量。在带极电渣堆焊时,则可利用外加磁场来改变熔池上的磁场分布和熔渣、熔池金属的流向,从而有效地抑制了堆焊中的咬边及焊道成形缺陷。     

埋弧焊工艺参数确定的方法

埋弧焊又称埋弧自动焊,是现今焊接方法中使用率较高的一种.而其焊接工艺参数的选择不仅要确保电弧稳定,焊缝形状尺寸符合使用要求,焊缝表面成形光洁整齐,无气孔、裂纹、夹渣、未焊透等缺陷,而且要求生产效率高和生产成本低.在实际生产中,要根据工件接头的形式、焊接位置和焊件厚度等不同情况,进行焊接工艺评定和制订工艺规程,焊工应按工艺规程进行焊接操作.     

CO2气体保护焊控制系统及其实现

为了控制CO2气体保护焊过程中焊接电弧的稳定,提出了焊接电流和平均燃弧电压双闭环实时控制模式并进行了试验研究.在燃弧峰值和燃弧基值分离控制的基础上,研究了两者对电弧稳定性的影响规律,首次提出燃弧占空比的概念,并指出燃弧占空比是CO2气体保护焊过程中电弧稳定性的决定因素.该控制模式通过实时改变峰值电流持续时间调整燃弧占空比,实现了电弧电压的自动调整,保证了焊接过程的稳定性.     

激光及电弧增材制造技术研究进展

增材制造在能源化工、生物医学、航天航空等领域表现出了广阔的应用前景,对其研究现状进行综述,有助于梳理先进材料增材制造行业的发展脉络,为先进材料增材制造行业未来的发展提供理论支持。文章介绍了多种电弧增材制造技术控制系统,分析了电弧增材制造技术生产的零件组织性能与传统制造工艺生产的产品之间的差异,对比了激光熔化沉积技术和激光选区熔化技术的优劣,并对先进材料增材制造行业未来的发展进行了展望。     

浅析CO2气体保护焊中的脉动送丝

1　概述ＣＯ2 气体保护焊是 5 0年代初出现的一种熔化焊方法 ,具有无渣、明弧、焊接质量好、焊接生产率高、焊接成本低以及能进行全位置焊接等特点 .这些特点使得ＣＯ2 气体保护焊在生产中得到了推广应用 .多年来 ,一直是国家重点推广的焊接技术 ,但ＣＯ2 气体保护焊焊接飞溅大、成形差 ,以致其得不到最广泛全面的推广 .ＣＯ2 气体导热系数大 ,散热快 ,造成ＣＯ2 焊接中电弧集中 ,斑点面积小 ,因此作用在熔滴上的电弧斑点压力较大 ,这使得熔滴很难向熔池中过渡 .相反 ,却总是被推开 ,偏向焊丝的一侧 ,并在焊丝头部做不规则的上下左右翻腾运…     

高速电弧焊中驼峰焊道的形成机理及影响因素探讨

高速焊由于可以大幅度提高生产效率,已成为焊接界的研究热点.但焊接速度提高的同时也更容易产生焊接缺陷,如驼峰焊道,即焊缝金属沿焊接方向上分布严重不均的焊缝成形缺陷.驼峰焊道的出现限制了焊接速度的进一步提高,国内外焊接学者已对驼峰焊道进行了深入的研究,目前提出了多种模型来解释驼峰焊道的形成机理,但尚未形成统一认可的理论.为此介绍驼峰焊道的形貌,并以高速电弧焊中驼峰焊道为例,结合国内外研究现状对高速电弧焊中驼峰焊道形成机理进行分析,认为保护气、金属成分、电极几何形状和热源形态等都是影响驼峰焊道的因素.     

大型立车横梁焊接变形原因的探究

立车横梁是焊接量很大，焊缝全部集中在导轨一侧，两端变截面相差较大的焊接件。为了保证焊后加工要求，必须控制其变形。该件的焊接主要是以CO2保护焊为主，所以讨论的内容都是CO2保护焊的参数。     

金属熔滴与基板碰撞变形的数值模拟

为了保证熔滴沉积增材制造工艺中熔滴间的良好结合及成型精度,对熔滴与基板碰撞后的变形及凝固过程进行数值模拟研究.采用两相流模型,结合自由表面跟踪算法和凝固界面跟踪算法,建立了熔滴变形及凝固的耦合计算模型并求解.分析计算结果表明熔滴温度场变化与形态变形过程相吻合;熔滴与基板的接触部分瞬时就发生了凝固,因此凝固层半径和熔滴外...     

基于视觉传感的铝合金电弧增材沉积层形貌动态响应

为了探究铝合金钨极惰性气体（TIG）焊电弧熔丝增材制造过程中工艺参数与沉积层形貌之间的映射关系及动态响应特性,采用减光片、滤光片和工业电荷耦合器（CCD）相机搭建堆积过程沉积层形貌图像实时采集系统,基于Halcon平台实现对沉积层特征尺寸（层宽和层高）的提取. 以成形速度、成形电流和送丝速度3个工艺参数分别作为系统输入量,进行沉积层特征尺寸阶跃响应辨识及动态特性分析. 研究表明,沉积层特征尺寸对电弧电流的响应速度最快,成形速度次之,送丝速度最慢;沉积层特征尺寸对成形速度阶跃的增益系数最大,送丝速度次之,成形电流最小;沉积层特征尺寸变化对工艺参数响应存在一定时滞性. 综合考虑沉积层特征尺寸的响应速度和增益系数,在动态控制中应选择成形速度作为沉积层特征尺寸的主要工艺变量.     

机器人电弧焊接快速成形组织及性能研究

设计研制了以机器人为运动执行机构的电弧焊接快速成形系统,可实现导入模型的路径规划及电弧焊接的自动快速成形。为得到更好的成形外观及性能质量,通过选定焊接工艺参数对该系统进行单道多层焊接成形试验。通过对成型件的形貌、微观组织及力学性能的观测,分析了关键参数焊接电流和层间冷却时间对成型组织及力学性能的影响。试验结果表明,成型件主要存在α(Al)、β(Mg_5Al_8)和(FeMn)Al_6相,并随着焊接电流的增大,晶粒组织由等轴晶逐渐向柱状晶过渡,抗拉强度也随着电流和层间冷却时间的增加而增大,且在适当参数下能够得到良好的外观,因此,在成形过程中合理调整相关参数可提高成形件外观及性能质量。     

B型铝合金地铁枕梁焊接数值模拟分析

针对地铁枕梁焊接中存在的残余应力对列车性能和质量产生的影响问题,本文基于Simu-fact.welding软件,对B型铝合金地铁车体底架中的枕梁进行焊接数值模拟分析,对焊接后的残余应力与变形分布进行分析,并对不同的焊接接头形式创建不同的热源模型,对实际工况下的多层焊道进行简化处理,以单层焊道代替多层焊道,得到焊接的热循...     

交流熔化极气体保护焊研究

本文在讨论交流熔化极气体保护焊电弧燃烧稳定性的基础上,确立了以“双向电压脉冲稳弧装置”作为该种工艺方法的稳弧系统。在工艺方面,主要研究了该种工艺方法的熔化特性;产生稳定轴向喷滴过渡的电流范围;对一定厚度工件的规范调节宽度;焊接接头机械性能以及焊缝断面成形等。由此发现,该种工艺与直流熔化极气体保护焊相比较,具有一系列的有益的工艺特征。