残余应力超声检测在铝合金锻环机械加工中的应用

使用超声波法对Φ2 m级2A14-T651铝合金锻环残余应力进行了检测研究,包含4个高度(40 mm、300mm、500mm、600mm)的内/外圈共8组测量圈,每组测量圈包含以10°为周期均布在测圈上的36个测点。检测结果表明,内外表面各测量圈上的残余应力均呈现出以(40±10)°为周期的密集拉-压应力交替分布。此外,还介绍了残余应力超声检测技术在大型锻环机械加工生产中的应用策略与效果。

带状电极窄间隙MAG焊

为解决窄间隙焊接中普遍存在的侧壁和焊缝根部熔合不良的问题,基于减小间隙宽度让电弧直接加热间隙侧壁的思路,提出采用矩形截面的带状电极代替常规的圆形焊丝作为熔化极伸入到间隙中进行焊接,利用特殊形状的带状电极在间隙中自动形成的摆动电弧来改善对间隙侧壁和根部的加热,实现窄间隙焊接。研制专用的焊枪,研究间隙宽度、电弧电压和送带速度对间隙中带极端部电弧行为的影响。试验发现,电弧在间隙中的摆动受间隙宽度、电弧电压和送带速度的影响程度依次降低。间隙宽度对电弧的摆动具有决定性作用,间隙太宽电弧不能摆动;电弧电压过高导致电弧沿侧壁攀升得不到抑制,而送带速度主要与电弧电压搭配,保证焊接过程的稳定性,二者对间隙中电弧的摆动行为影响较小。结果表明,合理匹配间隙宽度、电弧电压和送带速度可以实现稳定的摆动电弧,获得侧壁和焊缝根部熔合良好的窄间隙焊缝。

带状电极MAG焊工艺熔滴过渡分析

采用氙灯背光高速摄像系统对带状电极MAG焊的熔滴过渡进行了研究.试验发现,随焊接工艺参数的增大,钢带端部熔化变得均匀,由多个熔滴并存转变为只产生一个熔滴.熔滴在长大过程中沿钢带端部移动,过渡位置不定.随焊接参数由小到大变化,熔滴依次呈现短路过渡、大滴过渡、射滴过渡、射流过渡和旋转射流过渡等形式.结果表明,射滴过渡是带状电极MAG焊熔滴过渡的主要方式;电流、电压波形与熔滴过渡形式之间有很好的对应关系;由于其特殊的电极形状和熔滴过渡特点,带状电极MAG焊适合大电流高速焊,可以提高焊接效率.

带状电极MAG焊电弧行为

用高速摄像系统和电流电压采集模块对带状电极MAG焊工艺电弧行为进行了研究.结果表明,带状电极MAG焊电弧呈非柱对称分布,电弧截面从钢带端部到母材逐渐由椭圆形过渡到圆形.随焊接工艺参数的增大,电弧能量提高,钢带端部由多个电弧共存转变为一个电弧燃烧,电弧沿钢带无规律的紊乱运动转变为较稳定的左右摆动,进而转变为不发生明显摆动的稳定状态,形态上由分散的不规则的电弧转变为挺度高、能量集中的稳定电弧,焊接电流和电弧电压波形能反映电弧的动态变化.

304不锈钢激光-MAG复合焊熔滴过渡及拉伸性能研究

采用激光-MAG复合焊接方法对304不锈钢进行对接试验。在确保全熔透条件下,研究了低速焊、高速焊的熔滴过渡以及焊接接头形貌、组织和拉伸性能。结果表明,低速焊时,熔滴过渡模式为短路过渡和大滴过渡;而高速焊时,熔滴过渡模式为射滴过渡和射流过渡。焊接速度对接头组织影响不大,但在拉伸性能方面,由于高速焊的焊接热输入减小,接头抗拉强度和伸长率比低速焊的明显提高。

不同热处理状态对2195铝锂合金化铣性能的影响

为研究不同热处理状态对2195铝锂合金化铣性能的影响,通过正交试验的方法,研究了不同热处理状态(T8态与O态)的2195铝锂合金在不同工艺参数下的化学铣切性能。试验结果表明,在不同的工艺参数下T8态的化铣速率均高于O态的,且T8态的侧切率相对O态的更为稳定。同时试验结果表明2195铝锂合金的化铣表面质量与热处理状态有关,O态试样化铣后在肋条位置会有不同程度的蚀沟,而T8态试样化铣后光滑平整,化铣后的表面质量优于O态。

电弧增材制造成形在线监测与控制研究进展及展望

电弧增材制造以电弧为载能束逐层熔化金属丝材直至形成全焊缝金属构件,因其制造成本低、成形效率高、材料利用率高等优势而备受推崇。成形尺寸的自动检测与控制是推进电弧增材制造技术工程化应用、快速产业化必须解决的关键科学与技术挑战。主要从成形工艺调控、过程在线监测与控制角度阐述了国内外电弧增材制造成形控制技术的研究现状,以红外、电参数和视觉监测原理为出发点,重点分析了现有电弧增材制造在线监测与成形控制技术的研究进展与不足,提出了未来电弧增材制造成形在线监测与控制技术的主要发展方向。

基于焊工调节的铝合金脉冲MIG焊背面熔透建模

针对铝合金薄板脉冲MIG焊背面熔透难题,提出一种基于焊工调节的背面熔透建模与控制方法.设计焊接速度随机变化波形,致使铝合金背面熔池尺寸动态波动,采用被动视觉系统实时采集背面熔池图像,焊工观察图像熔池大小,手工调节焊接电流保证背面熔宽的均匀性,同时开发图像处理算法提取背面熔宽.采用最小二乘系统辨识法建立焊工调节电流与背面熔宽的非线性Hammerstein模型.开展了铝合金脉冲MIG焊电流扰动和焊接速度扰动试验.结果表明,基于焊工调节的非线性Hammerstein模型可以有效地控制背面熔宽,且具有良好的抗干扰能力.

基于人机工程的某航天复杂柔性装备虚拟装配技术研究

结合某航天复杂柔性装备结构设计复杂、装调繁琐易出错等问题,采用DELMIA仿真平台研究其装配过程,通过对该装备结构组成与装配工艺分析,搭建基于DPM模块的PPR模型并进行人机工程仿真,分析其装配工艺、路径及顺序的合理性,操作人员工作姿态舒适性,并生成相应三维装配演示,为技术人员作装配工艺设计提供参考,为现场实际装配提供方便的指导。

2219铝合金机器人静轴肩搅拌摩擦焊工艺研究

以焊接厚度为5mm的2219-T87铝合金为对象,基于库卡重载工业机器人系统,自主设计了静轴肩搅拌头,进行了焊接工艺试验,研究了工艺参数对焊缝成形、焊接缺陷、接头组织及性能的影响,优化获取了焊接工艺规范。结果表明,设计的静轴肩搅拌头匹配优化的工艺参数能稳定实现2219铝合金静轴肩搅拌摩擦焊接,焊缝表面光滑平整,内部无缺陷,在搅拌针转速1200r/min、焊速190mm/min时,接头抗拉强度可达333MPa、延伸率5%。研究结果为2219铝合金静轴肩搅拌摩擦焊工程应用奠定基础。

能量配比对A7N01铝合金激光-MIG复合焊焊缝的影响

为优化厚板铝合金激光-MIG复合焊接工艺,提高焊接效率,分别对固定激光功率和固定电弧功率两种模式下,激光和电弧能量配比系数η(P_(L)/P_(MIG))对焊缝成形的影响及焊接接头组织进行分析。研究发现,激光功率一定时,随η增大,焊缝熔深、熔宽均减小,焊缝深宽比变化不大;在固定电弧功率时,随η增大,焊缝熔深、熔宽、深宽比均增大。激光热源对焊缝熔深、熔宽均有一定影响,电弧热源主要影响焊缝熔宽。在固定激光功率时,随η增大焊缝气孔率减小,而在固定电弧功率时,焊缝气孔率随着η增大而增大。固定电弧功率时,随η增大,焊缝激光作用区内Mg含量降低,Zn含量升高。分别采用η=1.5和η=0.25的工艺参数进行了12 mm厚A7N01铝合金板对接打底焊和盖面焊,得到的焊缝成形优良,接头抗拉强度达到母材的78.95%。

航天薄壁弯管零件充液压弯成形技术

针对航天弯管零件在实际生产中材料利用率低、产品质量一致性差等问题,采用充液压弯成形技术代替现有工艺方法,通过单向拉伸试验获得0Cr18Ni9不锈钢薄壁管的基本力学性能,基于有限元仿真平台进行数值模拟,对0Cr18Ni9不锈钢薄壁管的充液压弯成形工艺进行研究,获得了充液压力P、成形半径R、摩擦系数μ对充液压弯成形的影响规律,优化了工艺参数,且通过工艺试验验证了其可行性和准确性。结果表明:合理控制薄壁管的充液压力和成形半径,可以有效提高薄壁管的成形性能;良好的润滑条件能够提高管材的成形性能、显著改善产品的成形质量。

不锈钢连续多弯导管数控弯曲成形数值仿真与工艺优化

针对0Cr18Ni9不锈钢连续多弯导管在实际生产中成形质量差、尺寸精度低的问题,采用数控弯曲成形数值仿真的方法优化工艺参数,提高产品的成形质量。基于有限元仿真平台,建立管材数控弯曲成形、抽芯及回弹的三维有限元模型,并通过仿真与试验结果的对比验证模型的准确性。由于连续多弯导管由多个弯曲段组成,首先研究各个弯头成形过程中的关键工艺参数对成形结果的影响,对工艺参数组合进行优化,基于此进行连续多弯导管成形仿真。结果表明:简单采用各个单弯管件的最优工艺参数的组合进行连续多弯导管的成形并不能得到合格的管件,通过调整前后两次弯制的弯曲角度组合,补偿两个弯头之间的应力干涉对成形精度的影响,获得了成形质量满足要求的合格产品。