水下激光修复研究现状与发展趋势

海洋装备的维修养护与事故抢修技术既是人类进行远洋探索与资源开发的重要保障,又是核电站、水利工程等重要基础设施在役运维的有力技术支撑,而水下激光修复正是这一领域中极具前景的解决方案之一.激光修复技术作为陆地上常规环境中的优势技术,近年来也在水下环境中有了长足的发展,已在海洋油气资源的开采与运输、船舶应急维修、船坞港口装备、水利工程、核动力工程等领域得到了广泛的关注与研究.为了进一步总结并分析水下激光修复技术所面对的问题与现有解决方案,从水下激光修复技术的研究现状入手,综述了水下湿法、高压干法和局部干法激光修复技术的工艺问题及其产生机理,并分析对比了多种对应主流解决方案的改善效果与研究进展,最后对水下激光修复技术的发展趋势进行了总结与展望.

摩擦驱动焊接小车牵引力和通过性分析

针对焊接小车对变曲率半径工件适应性差的问题,进行了理论研究,改进焊接小车的驱动系统,建立了焊接小车在斜坡工况下的力学模型,分析了焊接小车运动过程中的牵引力变化规律,为焊接小车设计提供了理论支持。在此基础上,研究了焊接小车在外圆曲面和内圆曲面工况下的通过性,并计算出了2种特殊工况下特定结构和尺寸的焊接小车可以通过的最小曲率半径。基于上述分析结果设计出了一款基于摩擦传动的焊接小车,并进行了仿真验证,结果表明该焊接小车在变曲率半径轨道上具有良好的通过性,可以为焊接小车的设计提供技术保障。

可控谐振的DBD型臭氧发生器电源

基于DBD型臭氧发生器的负载特点及其系统中固有谐振的问题,提出了一种可控谐振的DBD型臭氧发生器的电源结构及控制方法。利用系统的固有谐振特性,采用同步控制的方法,让谐振的过程受控,从而避免了固有谐振给DBD系统带来的危害。给出了可控谐振DBD系统的工作原理,并讨论了此DBD系统的特点和性质。在DBD臭氧发生器样机的基础上给出了DBD系统的控制策略,并结合试验讨论了可控谐振的DBD型臭氧发生器电源系统的频率选择和电源系统效率等问题,给出了具体的设计建议。结合电路的特点和具体的试验结果,讨论了DBD系统电源的软开关特性及其对电源效率的影响。通过原理分析和试验验证情况,可以证明可控谐振电源适用于DBD型臭氧发生器系统的使用,并克服了系统固有谐振带来的影响。

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.

坡口偏差厚板机器人多道焊接方法

厚板构件在工程机械及重工行业等领域应用广泛,但许多工况的坡口因为加工和组对等原因存在较大偏差.针对工件加工和组对出现的坡口间隙不一致、坡口角度偏差和错边等三种典型问题,分别给出了应对方法和修正措施.通过焊接摆动参数调整补偿坡口间隙不一致时造成的偏差,采用焊接参数和摆动参数调节实施联合补偿坡口角度偏差带来的影响,以焊道数量调整和焊接电流周期变化补偿坡口组对错边情况.采用这些措施,利用焊接机器人进行坡口偏差工况焊接试验.焊后接头填充饱满,焊缝外观无明显缺陷.焊缝截面观察焊道排列整齐有序,未出现内部缺陷.结果表明,采用坡口偏差修正方法拓宽了机器人厚板焊接对坡口偏差的适应性,为机器人厚板焊接现场施工提供基础数据.

基于PWM整流器的弧焊逆变电源的PFC技术

针对三相弧焊逆变电源功率因数校正技术特点 ,提出了基于PWM整流器的弧焊逆变电源PFC的新方案 ,并对PWM整流器模型进行了分析和研究 。

新型方波交流GTAW逆变电源的研制

针对铝、镁金属及其合金焊接的特点 ,研制了 1台新型的方波交流GTAW (GasTungstenArcWelding)逆变电源 ,该电源采用较为简单的后级逆变结构形式 ,降低了整机的成本和电路的复杂性。同时运用新颖的稳弧控制措施 ,得到了较好的稳弧性能。实验证明 ,该机具有多功能、性能可靠的特点 ,能很好地满足焊接铝。

工程建设中的管道焊接自动化

针对工程建设中管道焊接典型工序,分析了打底焊、填充和盖面等的焊接特点,并基于当前的工艺水平,从焊接质量、焊接效率和施工成本等角度进行了对比分析,给出了各焊接工序实施自动化的建议。针对焊前准备各工序进行了对比分析,说明了准备工序的自动化可以提高效率和降低成本。从实际施工工程的情况看,工程建设中的管道焊接自动化可以提高工程质量,加快工程进度,节约费用,同时也减小了工人的劳动强度,必将是工程施工的发展趋势之一。

一种基于空间矢量调制的弧焊逆变电源PFC控制方法

将空间矢量调制 (SVPWM)方法引入到弧焊逆变电源功率因数校正 (PFC)技术中 ,通过控制PWM整流器开关八个基本矢量不同的作用时间 ,调整输入电压矢量来达到控制输入电流的目的。详细地阐述了SVPWM控制原理和具体实施方案。同时 ,针对弧焊逆变电源的变动负载的特点 ,先借助Saber软件通过仿真研究了SVPWM用于弧焊逆变电源的适用性。最后通过DSP控制的试验样机对提出的方案进行了验证 ,其低电流畸变率 。

用DSP控制的三相弧焊逆变电源PFC技术

针对三相弧焊逆变电源功率因数校正控制较为复杂的特点,采用数字信号处理芯片为控制载体,能够实现复杂的控制算法,同时使控制方法的选择更加灵活。在对空间矢量控制原理研究的基础上,通过数字信号处理芯片将其引入到弧焊逆变电源功率因数校正控制中,达到较好的谐波抑制效果,功率因数近似为1,并具有良好的动态响应特性,通过变动负载实验验证了其用于弧焊逆变电源功率因数校正的可行性。

管道预制焊接机器人的研究

研究了一种管道焊接机器人系统,采用激光视觉传感,在两个维度上完成管道焊缝的识别与跟踪,并在焊接第一道焊缝(打底焊)的同时,利用机器人记忆功能完成管道焊缝示教过程,简化了焊接操作过程。试验结果验证该焊接机器人系统满足管道自动化焊接的需求。

逆变焊接电源输入电流谐波分析及其解决措施

针对逆变焊接电源电路的特点,通过解析的方法分别给出稳态负载情况下单相、三相和脉动负载的输入电流的谐波分析结果,并得出不同情况下谐波的分布特点:稳定负载情况下,单相输入电流中包含2n+1次特征谐波;三相输入电流中包含6n±1次特征谐波;脉冲负载情况下,逆变电源的输入电流中除了含有特征次谐波之外,还出现了偶次谐波和直流分量,对电网污染更为严重。通过电路仿真和实验检测方法验证了分析的结果,并对输入电流的谐波问题提出了几种解决措施。

水平连铸球墨铸铁QT500-7等温淬火工艺的优化研究

为了探寻水平连铸QT500-7球铁型材抗拉强度及伸长率的最优等温淬火工艺,运用正交试验方法研究了奥氏体化温度、奥氏体化时间、等温淬火温度以及等温淬火时间对等温淬火球墨铸铁型材(ADI)力学性能的影响。结果表明,影响连铸ADI抗拉强度的主要因素为等温淬火温度;影响伸长率的主要因素为等温淬火温度和等温淬火时间,其中等温淬火温度最为重要。随等温淬火温度升高,高碳奥氏体体积分数增大,铁素体体积分数减小,且铁素体和高碳奥氏体变得粗大,导致ADI抗拉强度下降,伸长率提高。连铸球铁QT500-7型材在880℃/60 min奥氏体化+280℃/150 min等温淬火后,抗拉强度可达1 580 MPa;在960℃/120 min奥氏体化+360℃/125 min等温淬火时,伸长率为11.9%。

等温淬火对连铸球铁综合力学性能的影响

以水平连铸球墨铸铁型材LZQT500-7为研究对象,采用正交试验法对等温淬火工艺进行了优化,分析了等温淬火工艺对等温淬火球墨铸铁(ADI)的综合力学性能的影响因素。研究表明,影响奥氏体化温度的升高ADI综合力学性能因素的重要性依次为等温淬火温度、等温淬火时间、奥氏体化温度和奥氏体化时间。随等温淬火温度和奥氏体化时间延长,综合力学性能先提高后下降。而随等温淬火时间延长,综合力学性能提高。最优的ADI处理工艺为奥氏体化温度880℃,奥氏体化时间90 min,等温淬火温度320℃,等温淬火时间150 min,对应的LZQT500-7 ADI型材抗拉强度和冲击韧度可分别高达1464.76 MPa和112.6 J/cm2。

建筑钢结构球形节点与圆管杆件的机器人焊接

采用移动式焊接机器人对北京新机场航站楼屋盖的球节点和圆管杆件进行现场焊接。焊前针对球节点和圆管杆件的机器人焊接进行了工艺评定,采用移动式焊接机器人对试样进行焊接,焊后进行了拉伸、弯曲和冲击等力学性能检测并验证合格,在此基础上,将移动式焊接机器人用于球节点和圆管杆件的现场焊接施工,焊后超声检测结果均合格。结果表明,移动式焊接机器人应用于建筑钢结构球形节点与圆管杆件焊接所获得焊缝力学性能满足要求,适用于建筑钢结构的现场焊接施工。

离心式压缩机组仪表系统安装调试探讨

仪表系统的安装和调试质最是压缩机组安全稳定运行的重要保障。从综合角度出发.对应用于离心式压缩机组的仪表及控制系统的构成进行简要阐述;对用于旋转机械状态的主要参数检测仪表的安装要点和质量榆查重点做了细致的说明;从自控角度详细介绍了离心式压缩机试车前仪表系统需要检查和试验的项目、要点及沣意事项;对于压缩机榆测仪表引线出口润滑油渗漏的问题提出了解决方法,为从事这项工作相关人员提供了借鉴和参考。

水下高压焊接中摄像系统的离焦现象及校正

从折射率的角度出发,分析了水下高压焊接过程中摄像系统的焦面偏移(离焦)现象,以及温度和环境压力对折射率的影响规律;同时,结合实际的高压焊接实验设计了自动调焦系统,采用离散余弦变换方法构造频谱评价函数作为图像评判依据,以改进的爬山搜索算法作为自动调焦算法,并通过实验加以验证.结果表明,所设计的水下高压焊接摄像自动调焦系统能够解决高压焊接摄像的离焦问题,并获得较为清晰的高压焊接电弧图像.

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%。

环境压力对GMAW电弧电离度的影响

电离度是表征电弧特性的重要指标之一,借助电离度来分析高压GMAW焊接过程,为高压GMAW焊接过程稳定性问题研究提供了一个新的视角.采用光谱仪测试高压GMAW电弧空间点的光谱数据,使用Boltzmann法和Saha热电离公式计算出测量点的电弧电离度,从而获得高压GMAW电弧电离度的分布特征及其随环境压力的变化特性.结果表明,随着环境压力增大,高压GMAW电弧电离度呈明显下降趋势,高压GMAW电弧电离度的减小意味着电弧空间中起导电作用的带电粒子比例减小,维持电弧稳定燃烧的难度增大,电弧稳定性下降.另外,焊接电流增大有助于提高高压GMAW焊接过程的稳定性.

管道预制自动化在冶金建设中的工程实践

管道预制将工程施工现场的许多加工过程移至专门作业区(或车间)进行,本文给出了冶金建设实践中典型的管道预制工序,并进行了焊接质量、预制效率和成本等对比分析。分析结果表明:管道预制焊接自动化提高了工程质量,加快了工程进度,节约了费用,同时减小了工人的劳动强度。