旋转电弧MAG焊强迫短路过渡电流信号滤波

研究了MAG焊旋转电弧V形坡口扫描焊接电流的变化特征,发现当电弧扫描到坡口两侧时,由于电极高度变小,会产生强迫短路熔滴过渡.在短路过渡的瞬间会产生较大的峰值电流,对旋转电弧传感器的检测灵敏度造成影响.为此提出了基于空间邻域的均值滤波和软阈值小波滤波组合算法,对实际焊接电流信号进行了滤波处理,并研究了该算法的实时性.结果表明,该算法可以使电流波形得到明显的改善,并具有较强的实时性,为焊枪偏差识别奠定了基础.     

7-溴-1-茚满酮的合成研究

研究了标题化合物的新合成方法。以邻溴苯乙酮为原料,经α-亚甲基化、亲电加成以及分子内傅克烷基化反应合成了目标产物。研究发现,影响总收率的关键步骤是邻溴苯乙酮的α-亚甲基化反应。探讨了反应溶剂、反应温度、反应时间及铵盐类型等条件对邻溴苯乙酮α-亚甲基化反应的影响。结果发现,在以四氢呋喃为溶剂和使用二乙胺三氟乙酸盐的条件下,可近定量得到邻溴苯乙酮α-亚甲基化产物。所有产物经NMR和MS进行确证。     

CFRP/钛合金叠层材料超声振动辅助钻孔实验研究

采用超声辅助钻孔工艺对碳纤维复合材料(CFRP)/钛合金叠层构件的钻孔质量进行实验研究。分析了叠层材料钻孔轴向力的变化规律、超声振动及钻孔工艺参数对轴向力的影响、复合材料层的孔口形貌等。实验结果表明:叠层材料的钻孔轴向力在钻孔过程中呈现出非常大的波动,加工钛合金层时的平均轴向力比加工复合材料层时大4倍。超声振动钻孔对复合材料剥离分层引起的轴向力波动具有很好的抑制作用,但是在加工钛合金层时,超声振动并不能有效抑制钻孔轴向力的波动。在加工单层复合材料时,超声振动钻孔的质量显著好于普通钻孔,但是在加工叠层材料时,超声振动并不能显著提高钻孔质量,这主要是由于钛合金切屑对复合材料层造成的撕裂损伤导致的。     

The characteristics of welding currents in a rotating arc lead tandem GMAW process and the weld-seam tracking

Tandem gas metal arc welding (T-GMAW) process shows a high deposition rate that up to three times of the single electrode GMAW,so the welding speed could be significantly increased in this process.However,the majority of this process applications are based on the pre-programmed robotic welding,which does not allow them to track the seam real-time during welding.Rotating arc sensor,sensing the seam position by detecting the changing of welding currents,has been widely adopted in the automatic robot welding process.It is proposed in this paper to integrate the rotating arc sensor with a trailing torch to develop a new approach of rotating arc lead tandem gas metal arc welding (RLT-GMAW) process.The characteristics of the welding currents in the proposed new welding process were firstly studied,and then a self-turning fuzzy control seam tracking strategy was developed for the mobile robot automatic welding.The experimental results showed that the proposed RLT-GMAW process had an excellent seam tracking performance and high welding deposition rate.Even if there were some electromagnetic interactions between the two arcs,the deviation of the welding seam could also be reflected by the fluctuation of the welding currents on the leading arc once the correct welding parameters were selected.Based on the detected deviation,the welding tracking experiments showed that the proposed self-turning fuzzy controller had a good performance for the RLT-GMA W process seam tracking.     

轮式移动焊接机器人弯曲焊缝跟踪控制

分析了轮式移动焊接机器人弯曲焊缝轨迹跟踪问题,建立了机器人的数学模型,采用基于积分backstepping时变状态反馈方法设计了控制器,利用Laypunov方法证明系统是镇定的。针对旋转电弧传感器仅能检测单方向偏差的情况,根据焊枪前端上一时刻和当前时刻的位置对跟踪轨迹的方位角进行估计。控制器在对机器人速度和角速度控制的同时,还对十字滑块进行了控制,使跟踪更加快速、平滑。最后通过数值仿真和机器人实际运动仿真证明了该方法的有效性。     

交流550kV SF_6高压套管的绝缘设计研究

高压套管是高压开关设备中的一个至关重要的元件,其电场结构是一个典型的极不均匀电场结构,所以在设计中如何使其电场分布合理均匀就成为关键点。笔者从起晕场强及起晕电压入笔,给出了高压屏蔽环的设计思路;为了改善地电位附近场域分布,通过大量的电场解析,揭示了接地内置屏蔽筒的尺寸与瓷套的高度及内径间的关系;详细分析了套管在淋雨及干试状态下,由于瓷套外介质相对介电常数εr的变化所引起场域分布的变化情况及不同试验状态下的关注部位。最后给出了550 kV套管绝缘设计时,空气中各部位场强许可值的确定方法及其数值,为套管的研发提供了具有参考价值的经验数据。     

以旋转电弧为传感器的移动机器人角焊缝跟踪

研究以旋转电弧作为传感器,采用轮式移动机器人对具有直角转弯的角焊缝进行跟踪焊接的控制方法。采用分段控制的方法设计控制器对水平滑块进行控制,以实现直线段焊缝的跟踪。该控制器在大偏差时采用比例控制,在小偏差时采用参数自调整模糊控制,并利用免疫反馈规律对比例因子进行修正,实现了直线焊缝、小曲率焊缝和小折角焊缝的跟踪。分析直角转角处焊缝跟踪时机器人的运动学模型,并利用旋转电弧传感器检测到的焊枪倾角信息检测直角拐点,利用超声波传感器检测前方焊缝位置,设计控制器对车轮和水平滑块进行协调控制。最后,通过实际焊接试验证明了该方法的有效性。     

侧向风场作用下横向焊接旋转电弧传感及焊缝跟踪

文中利用侧向风场的吹袭作用来抑制横焊熔池的下淌,研究了在侧向风场作用下焊缝成形质量和旋转电弧的传感特性. 提出了一种基于平面拟合的焊枪偏差和电极高度检测算法,实现了同一电流信号下焊枪偏差和电极高度的同时检测. 结果表明,适当控制侧风流量有助于抑制熔池下淌、改善焊缝成形. 但是随着风速的增加,焊接电弧的熄弧率升高、电弧传感的准确性降低. 针对焊接电流的噪声干扰,还设计了软阈值小波滤波算法,并开发了相应的模糊控制算法对焊枪偏差和电极高度进行调节,初步实现了横焊焊缝的成形控制和跟踪.     

排水罩风场特征及其对焊接电弧影响的数值模拟

水下焊接技术在水下工程建设和修复方面具有大量的应用需求. 在水下焊接方法中,局部干法焊接采用排水罩将焊接区域的水排开进行焊接,接头质量较好,易于实现水下自动化焊接. 然而,局部干法焊接时需要在排水罩内通入高压空气将水排开. 为了研究高压气体在排水罩内形成的风场结构及其对焊接过程和电弧特性的影响,文中采用数值模拟的方法,对排水罩内的湍流气体进行了模拟. 并研究了排水罩内侧向风场对电弧等离子体的温度场、速度场、压力场的影响规律. 发现侧向风场对弧柱中心区以外部分的影响较大,弧柱的吹偏角度与侧向风速基本上呈线性关系. 最后进行了焊接试验,采用高速相机拍摄电弧在不同侧向风速下的形态,发现其实际变化与模拟结果基本一致.     

双丝串列电弧焊焊缝成形的试验分析

将旋转电弧传感器和双丝串列电弧焊结合起来,开发了旋转电弧引导的、两个电弧在同一个熔池上燃烧的双丝串列电弧焊方法,对其焊缝成形工艺进行了研究.分析了焊接电流、焊接电压、双丝间距、电弧旋转等参数对焊缝成形的影响.结果表明,随着焊接电流的增大,熔敷速度增加,焊缝成形系数呈现先增大后减少的变化规律.而焊接电压的增大则会使焊缝成形系数略有减小.对双丝间距的研究发现,当间距为15 mm时,焊接质量较好.与普通双丝串列焊相比,前置电弧旋转时熔池底部变得平坦,最大熔深有所减小,平均熔深有所增加,这将有助于减少焊缝的应力集中.与单丝旋转电弧焊相比,焊接熔敷速度显著增大,有效避免了高速焊接时的咬边现象.