粘弹性阻尼器的研制

对新研制的粘弹性阻尼器中的几个问题：粘弹性物配制，粘弹性阻尼器设计，制造及阻尼性能测试进行了讨论．所研制的粘弹性阻尼器有较好的阻尼性能．

磁脉冲焊接的数学模型

从飞板冲击的动力学方程出发,建立了磁脉冲焊接过程的动力学模型,推导了接触点产生射流的临界速度与被焊工件的密度、屈服强度、几何形状与装配间隙的关系,其中充电电压作为可调工艺参数.采用所建立的模型计算出焊接铝合金1050与镁合金AZ31、铝合金5A03和铝合金5A06所需的充电电压,成功实现了上述2种异种材料的磁脉冲焊接,验证了所建立模型的正确性.

热冲压22MnB5硼钢中频电阻点焊接头组织及力学性能研究

对2mm热冲压22MnB5硼钢试样采用中频电阻点焊连接技术,利用合适的焊接参数开展了热冲压硼钢中频电阻点焊工艺研究.对比分析了其组织及力学性能,并对试样接头进行拉剪实验、十字拉伸实验,横截面进行了微观组织、硬度分布、断裂模式分析,初步找到热冲压硼钢中频电阻点焊不同焊接规范对焊接接头力学性能的影响规律.结果表明:合理的中频电阻点焊工艺下的焊接接头具有良好的力学性能,能满足实际生产需求.

管内锚固式相贯线专用焊接机器人

管道插接相贯线焊缝是典型的、复杂的空间焊缝。针对管道插接焊缝的特殊焊接工艺要求,采用串并联混合方式设计了一种新型的5自由度焊接机器人。机器人以管道内壁为锚固对象,实现了机器人锚固、运动机构、焊枪姿态调节机构和送丝机构的一体化设计。机器人利用3个关节对焊枪位置进行控制,利用2自由度的自动定心手腕机构对焊枪进行姿态控制,实现了焊枪位置和焊枪姿态的独立控制。针对该专用焊接机器人,建立了焊接机器人的运动学模型,给出了机器人运动学模型解法。实际焊接试验表明,该焊接机器人锚固牢固、定位准确,焊接过程可控性好,控制模型能够满足空间相贯线焊缝的焊接工艺要求。

钢铝异种金属新型电弧连接法研究现状

介绍了3种连接钢铝异种接头的新型电弧熔焊-钎焊法,这些方法在钢一侧为钎焊,在铝一侧为熔焊,热输入低,熔池温度梯度高,冷却速度快,大大降低了钢铝接头中金属间化合物层的厚度,可以获得良好的接头性能。

脉冲激光与电弧布置方式对铝合金焊接熔滴过渡与焊缝形貌的影响

以2219铝合金为基板,研究了不同脉冲激光-电弧布置方式下的熔滴过渡与焊缝形貌特征,分析了熔深增加的机理.结果表明,当脉冲激光照射母材时,脉冲激光主要提供对母材的热输入,母材温度的增加有助于促进熔滴铺展,稳定熔滴过渡过程;当脉冲激光照射熔滴缩颈时,主要提供对熔滴的力输入,蒸发反力的作用下形成“一脉一滴”,显著提高熔滴过渡频率与熔滴飞行速度,增加了熔滴对熔池的冲击力,熔深增加;当脉冲激光交替的照射熔池和熔滴时,一方面能够对母材进行加热,有助于熔滴的铺展,另一方面能够提高熔滴过渡频率,提高焊缝的均匀性.

弧焊逆变电源的输入性能分析与滤波电路参数优化

传统的逆变焊接电源对电网来说,本质上是一个带大电容的整流负载,其输入电流是一种尖角波,含有丰富的谐波分量。弧焊逆变电源的功率因数是畸变因子和位移因子的乘积,畸变因子表征了谐波畸变对功率因数的影响。为提高逆变电源的功率因数,必须采用谐波抑制技术降低输入电流的谐波畸变率。在弧焊逆变电源中采用LDC滤波电路,可以降低直流线上的电压纹波。通过优化参数设置,可以使弧焊逆变电源的功率因数提高到95%,电流谐波畸变率低到30%。

新型低热输入数字化焊接电源控制系统的研制

以DSP(数字信号处理器)TMS320F2812为控制核心,采用IGBT逆变技术研制了新型低热输入数字化焊接电源。根据低热输入焊接法的需要,设计了特殊的焊丝运动形式,配合专门设计的电流波形,通过A/D采样及校正、软件变参数积分分离的PI调节、D/A转换器等对输出的焊接参数进行了精确控制,实现了对焊接电流输出波形的准确控制。整个控制系统响应速度快、输出波形纹波小、没有过冲和振荡、工作过程稳定,可以达到良好的控制效果,满足低热输入焊接的要求。

弧焊设备网侧电流谐波和传导发射的抑制技术

分析了弧焊设备的输入电流谐波和传导电磁发射的产生原因,介绍了GB15579.10中关于谐波和传导电磁发射的标准限值,并且阐述了输入电流谐波和传导发射的抑制方法。

铝合金变极性等离子弧电特性

变极性等离子弧(VPPA)电特性与自由电弧和直流等离子弧相比,具有众多不同的特性。在基于工控机的焊接过程信号检测及分析系统上,进行了铝合金VPPA电特性的时域和频域特性分析,提出了铝合金VPPA电特性的重要特征。研究VPPA电特性可为焊接参数的正确选择提供理论依据。

基于PMAC的开放式弧焊机器人系统接口设计

以DC400为例,介绍了传统焊接电源的焊接参数和焊接状态量的改进方法,采用霍尔元件设计了监控焊接机器人关节极限位置的方法,以实现焊接参数的数字给定和焊接状态量的自动控制和状态监控。介绍了PMAC与上位机软件的接口方法,给出了通信过程中关键的函数和使用方法,实现了两者间的数据通信。试验结果表明,提出的接口设计可以较好地实现焊接机器人系统的集成。

新型低能量输入电弧焊接系统的研制

研制了由焊接电源和送丝系统两部分组成的低能量电弧焊接系统。焊接电源采用IGBT逆变技术,以数字信号处理器(DSP)TMS320F2812为控制核心;送丝系统以交流伺服电机作为送丝电机,通过软件设计了焊丝运动曲线。提出了专门的送丝控制和电流波形控制方案,通过焊接参数配合焊丝运动,实现了稳定的低能量焊接过程。试验结果表明,设计的低能量电弧焊接系统取得了一致性好的理想焊接电流、电压波形,焊缝成形美观,满足低能量焊接的要求。

电弧电流密度和电弧压力测量技术研究现状

电弧电流密度和电弧压力是焊接过程中两个重要的参数。论文综述了测量电弧电流密度和电弧压力的常用方法。测量电弧电流密度的方法包括分裂阳极法、烧蚀痕迹分析法、高速摄影法等间接测量法和探针法等直接测量法,其中详细论述了分裂阳极法。测量电弧压力的方法主要是指非熔化极焊接的电弧压力测量方法,包括传感器的连续测量法和气压计的静态测量法等。

热冲压高强钢伺服点焊工艺

热冲压高强钢点焊过程易产生飞溅、缩孔,并且存在热影响区软化等现象。通过对热冲压高强钢点焊工艺初步分析表明,热冲压高强钢点焊需采用较大电极压力。采用恒流模式,当电极压力为4.2 kN时进行点焊,点焊过程易产生飞溅,导致焊接窗口较小,并且熔核中存在缩孔缺陷。采用合理的点焊锻压力可以显著抑制缩孔产生。智能调控(IQR)点焊模式根据动态电阻的变化,自适应调节热量输入,可大大降低飞溅率,且保证点焊质量的稳定性。

铝合金VP PMIG焊电弧过零稳定性

在薄板铝合金变极性脉冲熔化极惰性气体保护焊中,采用全桥高压脉冲双向稳弧方式,研究了高压稳弧脉冲电压幅值、脉冲持续时间、脉冲触发时刻、基值电流对焊接电流过零稳定性的影响。在小基值电流过零时,稳弧脉冲电压比基值电流对焊接电流过零稳定性的影响大。焊接电流过零的稳定性与稳弧脉冲电压的上升率有关,稳弧脉冲电压上升率有一个临界区间,使焊接电流过零时不稳定,采用稳弧脉冲电压上升率判断焊接电流过零稳定性,能够为铝合金VP PMIG焊焊接电流过零再引燃提供有效、可靠的依据。

微束等离子弧焊电源的Saber仿真研究

小电流稳定性对微束等离子弧焊工艺至关重要,微束等离子弧焊一个显著的特点是小电流焊接,焊接电流可以达到0.05 A。当在小电流下焊接时,保持电弧稳定燃烧,对微束等离子弧焊电源提出了很高的要求。微束等离子弧焊的电源特性直接关系到微束等离子弧焊焊接工艺的好坏。针对晶体管微束等离子电源,采用Saber软件进行了仿真研究。内容包括微束等离子弧焊电源的主电路和反馈控制电路模型的建立,对晶体管微束等离子弧焊电源的电源特性(主电路开环特性、电源系统闭环控制特性),仿真分析了电源输出纹波等,探讨了电源小电流输出稳定性。

高频脉冲弧焊技术研究进展

脉冲电弧焊已被证明具有良好的焊接工艺性能,同时对焊缝成形及其微观组织的改善有明显效果,但对焊接"弧-源"之间的匹配关系尚未充分认识。文中通过回顾脉冲电弧焊的发展历史,对近年来高频脉冲(>20kHz)电弧焊研究中取得的进展做了分析和讨论。并从"高频效应"入手,在焊接设备、电弧物理及工艺性能等方面阐述了高频能量激励下的电弧行为,探索了高频电弧的有效工作区间,利用多种测试手段对高频脉冲的作用、特点及效果加以验证。并针对高频电弧的工艺特点提出进一步的研究方向。

基于PMAC的交流伺服CO_2脉动送丝系统的研究

采用PMAC2-PC104运动控制卡对转动惯量低、响应速度快的交流伺服电机进行控制,研制了实时控制CO2焊脉动送丝系统。设计了信号隔离接口电路,将焊接过程的各种信号实时传递给运动控制系统。根据CO2焊接工艺参数规划了焊丝的运动参数。通过对PMAC运动控制卡PID参数和其他运动参数的配置,以PLC程序和运动程序组合的方式实现了由短路/燃弧信号触发的实时控制的脉动送丝短路过渡CO2焊接过程。系统送丝稳定,最高脉动送丝频率可达90Hz。

电阻点焊电流和压力信号的在线测量

阐述基于霍尔效应测量电阻点焊大电流的原理,设计采用霍尔器件的二次电流传感器;采用电阻应变式传感器测量电极压力,该装置安装于气缸内;用线性回归法标定传感器;实验结果表明,提出的电流测量方法和内置式的应变式压力传感器可以提高电阻点焊焊接电流和电极压力的测量精度。

基于软PLC的变极性等离子弧焊接控制系统

软PLC技术是近些年发展起来的一种新型控制技术,它是基于PC机的,因其强大的网络通讯能力和数据处理能力迅速成为工业自动化领域的研究热点,阐述了变极性等离子弧焊的焊接原理,介绍了以德国3S公司的软PLC产品CoDeSys以及Ether CAT现场总线为基础的分布式变极性等离子焊接控制系统的设计方案。该系统通过读取运行G代码实现空间直线和圆弧的插补完成复杂空间曲线轨迹的行走,并且在运动控制的过程中实时控制焊接工艺参数,最终实现复杂空间曲线焊缝的焊接。