高低温对碳纤维/环氧树脂复合材料高压气瓶的性能影响

为了获得T1000碳纤维/环氧树脂复合材料高压气瓶环境适应能力,有效地掌握气瓶高低温适应性固有规律,以容积50 L、工作压力30 MPa的复合材料气瓶(钛为内衬、碳纤维/环氧树脂为复合层)为研究对象,首先介绍了高低温循环下带压气瓶(在-40~80℃范围内成功通过热真空、热循环验证,具备高压承载能力)的热真空、热循环试验数据,然后采用与气瓶相同复合材料的拉伸试样(缠绕角分别为0°和90°),通过高低温极限摸底试验获得了复合材料经历不同梯度高低温后的拉伸性能数据,通过数据比对分析获得了高低温影响拉伸强度衰减的规律。同时,提出了一种高低温极限摸底试验的可靠性评估方法。结果表明,在-50~100℃范围内,试样拉伸强度及断裂伸长率变化较小;当温度高于100℃时,纤维和树脂的性能发生衰减,导致拉伸强度明显降低;当温度低于-50℃时,树脂的性能发生衰减,纤维受到的影响较小。试样高低温极限摸底试验的可靠度大于0.999,表明采用拉伸试样高低温拉伸强度数据的替代方式具有较高的等效性。

压力采集滤波系统在铝合金电阻点焊中的研究及应用

为了采集铝合金点焊过程中的压力变化量,实现实时监测熔核状态,提高焊点质量,设计了一种铝合金点焊压力采集的滤波系统。第一步,设计采集电路,实现对压力信号的实时采集和电平转换;第二步,通过对压力信号干扰源的分析,设计硬件滤波和软件滤波相结合的方法,以解决压力信号受干扰的问题。实验结果表明,采用本系统得到的压力波形变化平稳,能够准确反映焊接过程中的压力变化和熔核状态。采用本系统后焊点熔核直径平均值提高了10%,而且焊点无裂纹,气孔也较少。

基于SAConvFormer算法的焊接故障诊断在非平衡数据集上的应用

预测性维护在制造业中扮演着重要角色,而焊接设备的有效维护更是关键,旨在减少企业支出并实现无人车间的目标。然而,焊接领域的研究尚处于初级阶段,而深度学习在此领域的应用也相对较少。针对这一问题,提出一种基于空间注意力卷积Transformer(SAConvFormer)的故障诊断模型,以解决焊接设备故障预测的挑战。通过收集焊接过程中的数据,该算法通过空间注意力机制增强卷积神经网络,从而更准确地预测焊接过程中的各种故障类型。实验结果显示,SAConvFormer模型在预测正常类型故障方面的召回率达到了95%,误差仅为2%。对焊接偏差类型的故障,模型的召回率稳定在80%左右,而不完全熔合类型的故障预测准确性相对较低,但仍保持在70%以上。与传统算法相比,SAConvFormer模型在召回率上表现优异。这一研究成果不仅在技术上取得了进展,也为焊接设备的故障诊断提供了一种新的有效方法,具有重要的理论和实践意义。

一种便捷式的基于Arduino控制的剪线机的硬件设计

随着工业化步伐的不断迈进,汽车、家电、电子、仪表、电动工具等产品的需求日益增长,而这些产品的制造过程中均涉及大量的电线处理。传统的手工剥线方式效率低下,既耗时又费力,已难以满足现代生产的高效和快节奏要求。文章介绍了一种基于Arduino控制的剪线机的硬件设计,其具备高精度、高速度、多功能的特点,能够替代人工进行大批量的变距剥线作业,极大地提升了生产效率。

埋弧焊管生产线传输辊道对中控制方式改进探究

针对常规辊道自动对中设计中存在的硬件配置多、备件费用高、运行时维护调整工作量大的问题提出一种改进方法,利用西门子循环中断组织块,用软件方式替代原有编码器、高速计数器模块、编码器轮等硬件实现辊道自动对中功能。实践证明,该改进方法能够满足现场使用需求,可以简化原理设计和硬件配置,为工厂节约备件费用,减少故障点和日常维护调整工作,现场实际应用效果明显。

螺旋缝埋弧焊管成型周长在线自动测量装置研制

目前螺旋缝埋弧焊管生产线上钢管周长精度的控制基本在成型岗位,但由于成型岗的空间狭窄,无法安装较为复杂的测量装置,导致生产现场多采用人工测量钢管周长,存在劳动强度大及测量误差大的问题。为此研制了一套成型岗焊管周长自动测量装置。该装置实现了螺旋缝埋弧焊管成型岗钢管周长在线自动测量,具有占地空间小,测量精度高及使用效果好的特点,能够满足焊管成型岗周长测量的使用要求。

Impact of welding equipment on power quality

In an industrial facility,many electrical consumers can affect the quality of electricity.Therefore,the freedom from interference sources of these devices and equipment can be crucial for quality and uninterrupted electricity supply.Electric welding equipment is also a possible source of interference.The electrical harmonic injections created by welding equipment into the electrical network can affect the operation of other consumers connected to the given distribution points and cause unjustified overheating and shutdowns of some network components.The aim of the research is to analyse the current harmonic injection of welding equipment of different types and modes of operation connected to the internal distribution network of the industrial facility.The effectiveness of the active harmonic filter built into the welding equipment was also examined in the paper.The results showed that the built-in active harmonic filter of the DC045 laser welding equipment was ineffective because the total harmonic distortion(THD)was about three times the 8%allowed by IEEE 519−2022 standard.The current harmonic injection of MIG 320 and MM403 type welding equipment was more than five times the permissible value of 5%.The current harmonic distortion of the PLAS140 type plasma-jet cutter equipment was below the 5% value allowed in the standard,thus it complied with it.Based on the measurement results,it can be concluded that the use of protection against harmonics is also necessary for welding equipment.Finally,proposals were made in the paper to reduce the effect of harmonics.

负载持续率对手工弧焊机空闲损耗的控制研究

焊接是一种常见的金属连接方法,焊接过程中会产生大量的损耗,焊接结束后也会产生空闲损耗。本文旨在研究焊接负载持续率对焊机空闲损耗的有效控制,以优化焊接过程,降低焊接空闲损耗,提高焊接质量。文章依据标准GB 28736—2019的试验方法对焊接电流500 A以下的手工弧焊机进行试验验证,通过固定焊接周期对焊接时间进行调整,最终得出10分钟为一周期的手工弧焊机在保证正常焊接质量前提下在63%~64%负载持续率时一分钟的平均空闲损耗获得最低值。

高熔点材料搅拌摩擦焊用搅拌头夹具的结构设计

基于搅拌摩擦焊用搅拌头与机床的配合特点,文中提出了一种工装夹具的设计方案,采用成形连接,通过毂孔配合面传递载荷,法兰盘约束搅拌头轴向运动,分析了焊接和非焊接状态下的工装配合关系。以低碳钢焊接为例,计算夹具与搅拌头配合受载情况,结果表明,最大应力区分布在搅拌针中部圆周面,容易形成磨损带,夹具所受应力主要分布在机床与夹具配合的轴间部位和毂孔内部,主要由于毂孔与搅拌头端面直边存在剪切作用,应力最大115.96 MPa,安全系数为2,满足设计要求。根据搅拌头及夹具制备材料,提出了电火花或铣削等加工方法,并明确相关技术要求。

焊接设备自动化及其对提高生产效率的影响研究

焊接设备自动化是利用先进技术将传统手工或半自动焊接过程转变为全自动或半自动的生产方式。本研究探讨了焊接设备自动化对提高生产效率的影响,并分析了具体案例。结果表明,焊接设备自动化在操作速度和精度、人力成本和生产周期、焊接质量和稳定性方面都具有显著优势。然而,该技术面临着适应不同焊接工艺和设备智能化的挑战。因此,解决方案包括技术创新投入、人力资源管理和培训体系建设等。本研究的结果对于制造业的生产效率提升具有重要的参考价值。

核电工程智能化焊接装备及自动焊技术概述

为提升核电焊接质量,减少对高技能焊工的依赖和解决焊工资源紧缺问题,文中通过对核电工程大范围自动焊成套设备开发及自动焊工艺及性能、自动焊应用关键技术的研究,实现多种结构、多种材料在核电全场和全建设周期中应用。其包括核岛EM2/EM4/EM9管道、EM7储罐、安全壳钢衬里和不锈钢水池衬里,以及常规岛管道及储罐等领域的自动焊焊接;焊接方法由TIG扩展至(冷丝/热丝)TIG,MIG,MAG,SAW,管道规格及材料类别也实现全范围覆盖,真正实现在核电工程中全面普及自动焊技术的应用,为核电建设推广应用自动焊提供参考和借鉴。自动焊替代传统的手工焊方法,其节约成本、提高焊接质量和施工效率,为在核电厂管道领域推广应用自动焊提供参考和借鉴。

基于DeviceNet通信的自主机器人系统焊机控制功能实现

【目的】解决机器人与焊机采用I/O端口连接时存在的抗干扰能力弱、控制参数少、后期维修困难等问题。【方法】文章对焊机与机器人控制系统的现有连接方式进行了对比,根据所设计的机器人控制系统,采用DeviceNet作为机器人控制系统与数字焊机的通信协议,阐述了机器人控制系统与数字焊机建立通信的方法与流程,总结了项目的实现步骤,最后通过实验测试了机器人运动与焊机协同控制功能的实现效果。【结果】在机器人末端运动线速度为7 mm/s、焊接电流为140 A、焊接电压为19 V的前提下,基于DeviceNet通信协议的自主控制系统发送报文至数字焊机,机器人以直线轨迹焊接,焊缝成型效果达到了焊接工艺需求。【结论】基于DeviceNet通信的焊机控制功能可适用于自主研发的机器人系统,极大地提高了机器人系统的开放性,在建立设备连接的可靠性和降低维修难度方面具有显著优势,为自主焊接机器人系统的发展提供了重要参考。

FeCrNiAlCu中间层铝/铜电阻点焊接头的组织性能

采用FeCrNiAlCu高熵合金粉末作为中间层,对2A16铝合金/T2紫铜进行电阻点焊,研究高熵合金粉末对接头显微组织和力学性能的影响。结果表明:高熵合金粉末与液态铝合金存在元素相互扩散现象,并且反应生成富Al的固溶体过渡层。铜侧界面存在两层相结构组织,分别为富Al的固溶体层以及由Al_(2)Cu化合物组成的金属间化合物层(Intermetallic compound,IMC),部分固溶体颗粒与母材形成机械咬合。在焊接电流大小为20~32 kA时,接头的拉伸强度随焊接电流的增加先增加后减小;电流大小为25 kA时,接头的拉伸强度最高,达到1.64 kN,较无中间层的接头提升了30%;接头的断裂发生在铜侧界面处。

API 521—2020火灾环境下气体压力容器安全泄放量计算讨论

为深入理解压力容器超压泄放设计,针对火灾环境下无隔热气体压力容器的安全泄放量计算问题,推导了气体压力容器泄放过程的质量及能量平衡方程,分析了方程求解过程的简化及假设条件,明确了API 520—2020标准内火灾环境无隔热气体压力容器安全泄放量公式的来源,研究了各简化假设条件对安全泄放量计算结果的影响。结果表明,API 521—2020安全泄放量公式是在质量平衡及能量平衡方程基础上,对一些参数进行工程简化得到的。其假设简化条件包括:泄放过程定压、火焰热量经壁面完全传递至气体、大空间竖直平板自然对流、采用常温常压空气物性简化实际气体的h'/(c_(p)M^(1/2))、理想气体假设、容器壁面不发生破坏及壁面温度推荐取固定值。上述简化及假设条件均使安全泄放量计算结果偏于保守,在应用时偏安全。研究可为科学开展火灾环境下气体压力容器超压泄放设计提供一定的指导。

基于旁轴视觉的激光焊接系统加工定位方法

针对激光焊相机标定精度低,定位精度与像素当量倍数相差较大等问题,提出了一种基于旁轴视觉的相机标定方法和定位方法,通过内参标定校正透镜畸变;通过外参标定,建立系统中像素坐标系与机床坐标系间的转换关系,设计一种二值化阈值的局部寻优算法,以保证工件准确的边缘拟合.通过识别工件角点和一边的角度,确定工件在系统中的摆放位置与姿态,算法精度稳定在1像素内,即0.017 mm的理论精度,通过加工试验测试定位精度,在试验中对识别的工件转角角度进行修正,修正前,x方向平均误差0.050 mm,y方向平均误差0.137 mm;修正后,x方向平均误差为0.029 mm,y方向平均误差为0.026 mm,分别为像素当量的2.12倍和1.53倍,实际误差与像素当量间倍数相差较小.结果表明,该定位方法在充分利用相机性能的同时,具有较高的算法精度和定位精度,提高加工效率满足实际生产需求.

基于高频变极性电流源的交叉耦合电弧焊摆动行为抑制

交叉耦合电弧焊工艺理论上可以实现焊接过程中传热、传质解耦和独立控制,具有很大的发展潜力,然而,传统的交叉耦合电弧工艺中旁路电弧电流一般由低频交流焊接热源提供,工作过程中会出现主电弧随着旁路电弧的极性改变而发生电弧摆动现象,使各个电弧之间的热力分配不平衡,传热、传质解耦不彻底.在增材制造应用中,会面临熔滴落点位置不可控、成型精度低等问题,为了解决主电弧的摆动问题,设计开发了旁路电弧为高频变极性电弧的交叉耦合电弧焊接热源.试验结果表明,这种焊接热源可以通过提高旁路电弧的变极性频率,有效地抑制主电弧的摆动行为,进一步实现交叉电弧中填充焊丝熔化速率与工件热输入之间的传热解耦,同时,抑制主电弧摆动后的现象表现为主电弧高频小幅度振动,理论上可以实现对熔池的搅拌作用,利于枝晶破碎、促进焊缝晶粒细化.

第20届德国埃森焊接与切割展览会-自动化设备

2023年9月11~15日第20届埃森焊接与切割展览会在德国杜塞尔多夫会展中心召开。文中简要的介绍了此次展会中有关焊接生产系统、切割技术与装备、焊接健康与安全和焊接辅助设备的情况,并对国内外的焊接技术进行对比分析,同时对未来国内焊接技术的发展提出展望。

串焊机设计中的自动化与智能化技术应用

文章聚焦于串焊机设计中自动化与智能化技术的应用,目的在于提升电子组件串联焊接工艺的效率和产品质量。研究采用数据驱动和实时反馈技术,结合自适应调整和模块化设计策略,以优化串焊机的性能。分析结果显示,这些技术显著提升了串焊机的精确性和操作效率,尤其是在定位精度、焊接路径一致性和质量监控方面。研究结论表明,通过整合高精度伺服控制系统、机器视觉、传感技术及基于人工智能的缺陷识别和实时质量反馈系统,能够有效提升串焊机的整体性能,对精密制造领域具有重要的实际应用价值。

基于PLC和触摸屏的口罩耳带点焊机监控系统设计

以口罩耳带点焊机为设计基础,利用触摸屏增加了监控系统,对该设备进行了改造。改造后的口罩耳带点焊机实现了生产界面的可视化,便于工人在生产过程中通过触摸屏界面发现问题,及时检修,提高了设备运行的稳定性,节约了生产时间成本,具有较高的应用价值。

快速夹在工程机械焊接工装中的应用

随着中国制造业的快速发展,特别是在工程机械领域,对于高效、高质量的焊接工装需求日益增强,传统的焊接工装操作方法通常效率低下,且精度难以保证,这已无法满足现代制造业的生产需求。在此背景下,快速夹具作为一种新兴的工装技术,开始受到广泛关注。快速夹具以其快速定位、锁紧和释放的特性,为工程机械焊接工装的制造过程带来了变化。所以,本文阐述了快速夹在工程机械焊接工装中的应用优势,并分析快速夹在工程机械焊接工装中的应用案例,以期为快速夹在工程机械焊接工装中的应用提供参考。