基于视觉传感的薄板对接焊缝检测方法研究

为了实现薄板自动对接焊过程中焊缝中心的准确检测,提出了基于主动视觉传感的薄板对接焊缝检测方法。通过对工业相机采集的图像进行颜色分割与亮度分割,消除环境光的干扰;利用轮廓检测与掩模操作消除图像噪声,应用灰度重心法提取激光条纹的中心线,并通过一阶差分方法实现焊缝左右边界及中心的检测。针对激光条纹存在的分断缺陷进行续断连接,以提高焊缝中心检测的准确性。实验结果表明,采用所提方法能够准确检测焊缝边界及中心位置,能够满足薄板对接焊缝的自动焊接需求。

10mm厚Q1100E超高强钢板对接焊残余应力演变研究

为研究10mm厚Q1100E超高强钢板对接焊焊接时的残余应力及演变,利用有限元模拟软件进行焊接残余应力变化规律的模拟。同时,结合对接接头形式,根据GMAW焊接过程中Q1100E钢板焊接残余应力的变化趋势,进行模拟结果的验证,两者相互印证,以获得可靠的焊接接头残余应力分布。试验结果表明:多道焊时的焊缝往往会经历多次焊接热循环;每道的焊缝中心受热源影响较大,温度冷却快,焊缝收缩剧烈,残余应力较大,部分位置可以达到屈服强度,远离焊缝处受热源影响较小,残余应力相对较小。

SA-336 F11 CL.2与SA-765 Gr.Ⅱ异种钢对接焊工艺研究

ASME材料SA-336 F11 CL.2与SA-765 Gr.Ⅱ的异种钢对接焊,无论焊接材料选择采用高强度匹配还是低强度匹配,都需要解决焊接接头热处理温度差异较大的问题。采用在母材SA-336 F11 CL.2坡口处堆焊隔离层0.5Mo后再对接母材SA-765 Gr.Ⅱ的方式制备焊接试样,通过分析焊接接头形成过程中不同时期微观金相组织以及焊接接头力学性能,验证了坡口堆焊隔离层后先进行高温焊后热处理,对接后再进行低温焊后热处理的可行性和可靠性。此方法可以在SA-336 F11 CL.2与SA-765 Gr.Ⅱ焊后热处理时建立温度平衡,减小温度差对焊接接头工艺性能的不利影响。

对接焊铝合金板材残余应力的X射线测试

用X射线衍射法对对接焊LD10铝合金板材表面残余应力进行测试试验,对比半高宽法和抛物线法,得出残余应力分布情况,并对其进行分析。分析结果表明两种定峰方法所得应力测定值较接近,且抛物线法所得应力分布曲线在大多数情况下处于半高宽法所得曲线下方,即抛物线法所得拉应力值偏低,压应力值偏高。同时,半高宽法较抛物线法对衍射峰的重复性、稳定性、适应性要好,应力测定的准确度较高,且采用X射线衍射法测量残余应力分布数据可靠,是一种有效的应力测试方法。这些结论对LD10铝合金板材的焊接残余应力分布具有参考意义。

大型钢结构厚板对接焊接变形试验研究

针对国内外现有预测钢板对接焊接变形的经验公式不适用于大型钢结构厚板的现状,结合南京长江第三大桥钢塔的制造,开展厚板足尺模型对接焊接变形试验研究。结果表明:为了减小焊接变形,必须对厚板对接坡口尺寸进行优化,并采用合理的焊接顺序,对于非对称X形坡口,宜先焊大坡口侧,后焊小坡口侧,对于不同板厚应合理预设反变形;结构自重对焊接变形影响较大;厚板对接焊接的横向变形随板厚的增加而线性增大;纵向变形与焊缝面积成正比,且随着板厚增加而减小;角变形随板厚的增加呈指数趋势减小。依据试验结果,给出厚板对接焊接横向、纵向变形和角变形的预测经验公式。

建筑钢结构熔透对接焊缝缺陷对焊缝抗拉承载力影响的研究

超声波探伤计算建筑钢结构熔透对接焊缝的缺陷率,对含有不同位置缺陷及缺陷率的焊缝进行拉力试验,用缺陷率-焊缝强度关系图分析焊缝抗拉承载力达到:母材强度,GB50017-2003一、二、三级熔透对接焊缝设计值,母材屈服强度标准值时,建筑钢结构熔透对接焊缝可允许存在的体积性缺陷率限值.研究结果表明:存在于熔透对接焊缝中部的缺陷,当缺陷率小于2.6%时,焊缝的抗拉强度大于母材的强度,当缺陷率小于8.0%时,焊缝的抗拉强度大于母材屈服强度标准值,当缺陷率小于25.5%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003一、二级熔透对接焊缝设计值,当缺陷率小于30.0%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003三级熔透对接焊缝设计值;存在于熔透对接焊缝根部的缺陷,当缺陷率小于11.0%时,焊缝的抗拉强度大于母材屈服强度标准值以及GB50017-2003一、二级熔透对接焊缝设计值,当缺陷率小于23.0%时,焊缝的抗拉强度大于GB50017-2003三级熔透对接焊缝设计值.

对接焊残余应力的有限元分析

针对应用有限元方法进行焊接残余应力数值预报时模拟普遍存在的三维模拟过程复杂、计算时间冗长、计算费用较高的问题,通过引入焊接热循环过程的加热和冷却时间比,提出了以线热源代替点热源的简化数值预报方法,使三维问题简化为二维问题进行数值模拟,大大节省了计算时间。数值计算结果表明:文中提出的焊接残余应力的数值预报方法能满足焊接力学分析的精度要求,节省了大量的计算时间,可以应用于工程实际。

380CL车轮钢闪光对接焊组织与性能

对闪光对接焊后的380CL车轮钢进行了弯曲、金相及力学性能分析。结果表明:380CL车轮钢焊缝处金相组织为铁素体+魏氏组织+粒状贝氏体,热影响区金相组织为铁素体+魏氏组织+条状贝氏体,焊缝及热影响区硬度值均超过母材,焊接钢板拉伸、弯曲性能合格。

连续油管管-管对接焊焊前准备工作的探讨

介绍了连续油管现场焊接焊前准备的重要性,并就连续油管管-管对接焊焊前准备工作做了探讨,包括校直、整圆、开坡口、管端清理、组对等工序。提出了一些有益的建议。

聚乙烯管道热熔对接焊接头性能的分析

测试和分析了聚乙烯管道热熔对接焊接头的结晶度、硬度、拉伸性能和冲击性能 ,并与基材的性能进行了比较。结果发现 ,焊接接头区域内的结晶度高于基材部分的结晶度。焊缝的拉伸强度和硬度也均高于基材 。

平板对接焊残余应力的三维有限元模拟与实验研究

针对平板对接焊焊接时的热应力特征,通过对焊接过程中加热与冷却温度场的正确描述,并采用合理的热源模式,应用有限元软件ANSYS对其温度场和应力场进行了耦合模拟分析。分析中考虑了钢材热物理参数和力学参数随温度变化的非线性,得到了焊后残余应力的大小与分布规律。设计了等厚和不等厚两组焊接试件,采用盲孔法对其残余应力进行了实测,实测结果与数值模拟结果吻合良好,证明了有限元数值模拟方法的正确。

连续油管管-管对接焊工艺方法分析

在分析连续油管工况条件的基础上,考虑到连续油管的使用要求,提出了推荐的连续油管焊接操作步骤。讨论分析了连续油管焊接过程中的主要工艺参数,并对连续油管焊接工艺进行了总结。

TIG填锌丝对接焊接镁铝异种金属

采用普通TIG电弧作为焊接热源,对镁铝异种金属进行填加锌丝的对接焊试验.并利用金相显微镜、电子探针(EPMA)、万能力学性能拉伸机等现代分析手段对所得到的接头进行测试分析.结果表明,采用这种工艺得到了锌基的合金化焊缝,实现了6061铝合金和AZ31B镁合金的连接,焊缝主要由MgZn2和少量的铝、锌的固溶体构成,焊缝和铝合金母材之间不存在明显的过渡层,和镁合金母材之间有厚约20～100μm的过渡层.焊缝的硬度高于6061铝合金和AZ31B镁合金母材.对接接头的抗拉强度达到75 MPa.

工艺参数对钽薄板小间隙TIG对接焊熔池的影响

为探索薄壁钽焊管生产线焊接成形质量控制方法,进行了钽薄板小间隙平对接TIG氦弧点焊工艺试验和数值模拟技术研究。试验中用Fastcam10KC高速摄像仪成功地测定了熔池的动态尺寸。数值模拟采用ANSYS有限元分析软件,建立了焊接系统的三维传热模型,综合考虑了对接间隙、夹具等的影响,计算所得熔池动态变化的结果与试验结果较好地吻合。另外,利用数值模拟方法还进行了工艺参数对熔池形态影响的研究,结果表明,对接间隙促进了熔池纵横向宽度的椭圆化。计算获得的熔池形成时间、熔池长大速度、熔池形成率、临界电流等对优化焊接工艺参数具有重要指导意义。

聚乙烯管材热熔对接焊冲击性能的研究

应用仪器化冲击试验机对聚乙烯热熔对接焊的冲击性能进行了测试,并对几种实际焊接情况进行了分析。结果表明,冲击试验可以作为评价热熔焊接品质的有效方法;工程中应避免PE100、PE80与PE63的焊接;当被焊管材的标准尺寸比(SDR)不同时,焊接部位的冲击性能大幅度下降。

基于单元生死的管道对接焊残余应力数值模拟

基于ANSYS平台给出了管道对接焊接头残余应力数值模拟的计算流程,选用三维实体单元,考虑了材料物理性能随温度的变化以及外界环境对焊接管道对流和辐射散热的影响,采用生死单元方法的热源加载模式,获得了焊接接头残余应力场的分布规律,并对结果进行了分析和讨论。

连续油管管-管对接焊概述

在介绍连续油管(CT)材料发展的基础上,分析了CT现场管-管对接焊的技术需求和关键技术,讨论了CT管-管对接接头的性能要求,介绍了CT对接焊的国内外发展现状,提出了CT管-管对接焊技术的研究方向。

聚乙烯管道热熔对接焊温度场的分析

利用热电偶测量了不同焊接工艺参数下聚乙烯管道中温度的分布 ,并对焊接过程中温度场的变化规律进行了分析。加热板温度、加热时间及切换时间等对管道中温度的分布有很大影响。在其它工艺参数不变的情况下加热板温度越高 ,加热时间越长 ,则融化层厚度越厚 ,并且冷却到相同温度所需的时间也越长。同时在压焊阶段由于压力的作用被挤出的熔融塑料也越多 ,因而形成的焊接熔环也越大。

基于支持向量机的高强钢薄板对接焊残余应力分布预测方法研究

焊接变形一直是困扰船舶建造质量的关键问题,变形由焊后残余应力产生。为了预测残余应力的分布情况,本文针对薄板对接焊采用支持向量机(SVM)算法,以薄板的长、宽、厚、焊接电流、电压、焊接速度及焊接形式共7个主要特征参数为模型的输入量,分别建立以薄板对接焊残余纵向拉应力分布宽度Ws、高应力区宽度B1和残余拉应力极大值S为目标的预测模型。结果表明,支持向量机预测模型具有较高的预测精度和推广价值。

不等厚板对接焊疲劳寿命结构形状影响分析

从焊接部位局部应力集中的角度分析了不等厚板在不同焊接形式下的疲劳寿命。利用有限元法求解了20种具有不同焊接对齐方式、焊趾角和厚板削薄段斜度的球形封头和简体对接焊结构在承受循环载荷作用下的局部应力，参照修正的Goodman理。论和JB4732——1995《钢制压力容器——分析设计标准》得到焊接结构的等效疲劳应力幅和疲劳寿命。结果表明，不等厚板对接焊时，对齐方式和焊趾角对焊缝区域的局部应力集中和结构的疲劳寿命有显著影响，而厚板削薄段斜度在1：4～1：3对应力集中和疲劳寿命影响不大。