基于视觉传感的GMAW熔透状态预测

熔透信息的实时获取是实现打底焊接自动化的关键环节之一,通过熔池形状特征预测熔透状态可为熔透信息的有效提取提供参考。鉴于焊工通过视觉观察熔池正面形状特征来对熔透状态进行实时判断,建立基于GMAW的双目视觉传感焊接试验系统。在不同焊接电流及焊接速度下开展打底焊接试验,在焊接过程中实时同步采集熔池正面与背面图像。基于熔池图像特点结合成熟的图像处理算法,提取熔池正面二维与三维形状特征参数以及背面熔宽信息,作为训练样本,以熔池正面形状特征参数作为输入量,以背面熔宽作为输出量。通过BP算法对神经网络进行训练,建立熔透状态预测模型,分析熔池正面形状特征参数与背面熔宽之间的映射关系。采用Garson算法计算出每个形状特征参数对于背面熔宽的权重系数。通过GMAW打底焊试验对熔透状态预测模型进行了验证,试验结果表明,建立的BP神经网络模型可以有效地预测焊缝的熔透状态。     

纳秒激光与硅电池片光电转换效率变化及机理初步分析

描述了用6 ns波长为1 064 nm的激光在SF6中作用于硅表面产生的锥形微观结构过程,测试了经激光处理及未经激光处理之硅晶片制成的硅电池光电转换效率的变化。实验显示,激光处理后的晶片所制电池其光电转换效率提高,其增加量为未经激光处理的电池效率的10%~15%,对这种变化进行了初步机理分析,认为可能与硅逾量电子结合能和Fermi能级有关。激光处理硅晶片的应用,也会进一步改善硅电池制作工艺。     

MIG/MAG焊接电弧动态过程综合测量系统及应用

针对MIG/MAG焊接质量控制的特点,建立了高速摄像与焊接过程质量分析综合试验系统,通过高速摄像观察电弧过程和焊接过程质量分析仪检测的焊接过程参数概率密度、熔滴短路过渡周期Tc及变异系数CV的检测,可方便地进行不同焊接过程如外加力场、辅助磁场的电弧过程和电参数变化规律分析,从而满足不同情况下焊接过程的动态测量、监控和分析.     

调节阀的检查和试验

介绍了在石油化工装置中应用的调节阀检查试验的内容，对国内外试验要求存在的差异进行了对比．对于繁琐的泄漏量试验数据给出了简便的计算公式。同时结合实际经验，对正被广泛采用的新型调节阀试验项目扩展和试验中常见的问题做了介绍。     

盾构机焊接/切割机器人的研制

针对盾构机盾体结构复杂、焊接耗时长这一问题,设计了全自动焊接/切割机器人.该机器人同时具备焊接/切割功能,能够进行多层多道自动焊接,并满足焊缝自动切割要求;焊接机器人控制系统具有横焊、平焊、立焊三种位置的焊接数据库,每个数据库中层数、道数可灵活设置;具有坡口规划和轨迹存储功能,实现不规则坡口的多层多道自动焊.利用所研发的焊接/切割机器人进行盾体自动焊接及切割试验,试验结果表明,该机器人能够满足盾构机盾体焊缝自动焊接及切割要求.     

水下高压空气环境下GMAW电弧特性试验

采用高压试验舱模拟水下高压干式焊接环境,以压缩空气为气源进行加压,通过防燃爆试验验证在0.1~0.7 MPa范围内,在CO2和混合气(80%Ar+20%CO2)作为保护气源的情况下,可以进行正常的GMAW焊接过程.在此基础上,通过试验研究了高压空气环境下GMAW电弧特性,分别考察了环境压力、焊接电流、焊丝伸出长度和保护气种类及流量对焊接电弧特性的影响规律,并给出试验结果.借助最小二乘法对试验数据进行拟合,得出了高压空气环境下GMAW电弧电压的数学模型.     

基于瞬时无功功率理论的谐波检测的DSP实现

针对有源滤波器对谐波检测的实时性、准确性要求,提出了利用TMS320F240DSP实现基于瞬时无功功率理论的i_p、i_q方式的谐波检测方法.首先利用MATLAB对i_p-i_q谐波检测方法进行仿真,得到了在三相输入时输入电流和输入电流谐波的数据和波形,然后利用code composer开发工具在TMS320F240 DSP上对这种谐波检测的方法作了具体实现,最后把MATLAB仿真的结果和DSP谐波检测的计算结果进行了对比.分析和实验结果表明,这种谐波检测方法具有快速性和准确性,可以满足有源滤波器对谐波检测的要求.从而为在单片DSP上实现有源滤波器的控制打下了基础.     

焊接机器人自动跟踪系统研究

研究开发了一种光纤式激光焊缝跟踪系统,介绍了该系统的结构组成及工作原理,对焊缝自动跟踪的系统定位、实时跟踪算法、抗弧光干扰等关键技术问题进行了深入探讨.该系统在管道预制焊接机器人的工艺试验表明,系统自动跟踪焊缝稳定性好、精度高,可满足焊接机器人全自动焊作业需求.     

BDO加氢反应器和甲醇合成反应器多点热电偶的国产化应用

1,4丁二醇(BDO)加氢反应器和甲醇合成反应器处于高温、高压、氢气及其他易燃易爆介质的运行环境,温度检测元件长期为进口品牌。针对进口产品技术受制于人、采购周期长、采购成本和现场服务费用居高不下等问题,通过技术攻关,实现了国产化热电偶对BDO加氢反应器和甲醇合成反应器的温度检测。实际应用表明:检测数据准确、完整,产品运行稳定,更换、检测、维修简单,节省了后续的维护成本。     

纳秒脉冲激光处理后硅电池光电转换效率研究

为了研究纳秒激光于硅晶片改性的可能性,对飞秒及皮秒激光在SF6气体中与硅表面作用形成锥形微观结构及其作用过程进行了分析。通过在SF6气体氛围中采用6ns激光脉冲辐照硅片表面的方法,以获得硅片表面峰状结构,并对此种作用下微观结构形成过程及结果进行了分析。将激光处理后的硅片与未经激光处理的硅片同时放入到硅电池片生产线的适当工序中制成硅电池片,通过对比测试两种硅电池的光电转换效率,从硅表面状况等因素对实验结果进行了初步分析。结果表明,激光处理后的硅片制成硅电池片的光电转换效率与未经激光处理的相比有一定程度的提高,可达15%～25%。