20钢熔化衬垫自动焊工艺研究及力学性能分析

20钢因其优异的焊接性而应用于核工业领域,全位置自动焊技术可以大幅度提高核电管道安装效率。但是,常规的全位置自动焊技术因焊缝会出现凹陷等质量问题而限制其进一步应用,为此将针对20钢进行研究,采用熔化衬垫自动焊工艺来实现焊接。研究结果表明:焊接时,衬垫被放置在焊前填充金属的位置,经过打底焊后,衬垫会与焊缝根处完全熔合,成为焊缝的一部分。针对20钢自动焊工艺的研究和接头性能的分析,表明使用熔化衬垫可以解决全位置管道自动焊在仰焊位置上出现凹陷的问题,并且获得的焊接接头符合核电建造标准要求。

基于遥控操作机器人视觉传感系统的人机交互设计

遥控操作焊接技术作为一种替代人工修复管道焊接的良好方案,具有无可比拟的技术和人工优势。通过设计视觉传感系统优化控制策略和焊枪姿态,实时监控焊接过程,获得焊缝坡口特征信息并及时修正焊接过程,实现更好的遥控质量。

基于机器人双目立体视觉条件下焊接试件尺寸检测原理概述

针对受限空间或核环境下返修焊接试件的尺寸检测,研究了双目立体视觉的测距原理,在分析双目立体视觉原理的基础上,重点研究了双目视觉摄像机标定,以及视觉到机器人的坐标变换(即手眼标定)原理,最后根据坐标转化完成焊接试件尺寸测量。

辐射环境下遥控操作焊接设备研究

根据辐射环境下遥控焊接和远程操作的特殊性,提出“宏观遥控,局部自主”的控制策略,采用“管道替换策略”代替裂纹原位维修的设计思想,设计远程机器人维修方案。以辐射环境下遥控操作机器人作为研究目标,进行了辐射环境下的装备设计。详细分析了设备整体结构设计、设备可达性分析、机器人承载轨道设计、工具架设计、机器人方案设计、力控传感器及快换接头设计,以及焊接工具头设计,证明了管道远程自动化返修的可行性。

遥控操作返修机器人视觉系统焊缝图像处理算法设计

针对遥控操作返修机器人,研究其视觉系统的焊缝图像处理算法。通过对视觉检测传感器、焊缝信息采集及处理算法、远端场景恢复算法的设计,完成遥控操作返修机器人视觉系统焊缝图像处理,形成待返修焊口的三维模型。

声源距离对超声辅助水下焊接的影响

焊接过程受水介质的影响,电弧稳定性降低,焊接成形差。而超声振动作为一种能量传递的载体,近些年来在焊接领域的应用越来越广,超声能够细化晶粒、改善组织结构、提高焊接效率。本文针对超声复合水下焊接过程中,超声发射端和反射端之间距离对焊接的影响进行研究。最终得出随着辐射端高度的降低,熔深呈现周期性起伏波动,余高随辐射端高度增加而增加,熔宽呈现降低的趋势,辐射端高度的变化对硬度的影响不大。

超声辅助水下湿法焊接电弧特性研究

焊接过程受水介质的影响,电弧稳定性较差,通过引入适当的超声振动,可提高电弧稳定性。通过实验验证,分析超声复合水下焊接和普通水下湿法焊接电流电压(U-I)图,结合高速摄像数据,发现超声作用使熄弧区和短路过渡区密集程度降低,稳定燃烧区密集程度增加,实现了提高水下湿法焊接电弧稳定性的目的。根据高速摄像拍摄结果,超声辅助水下焊接比普通水下湿法焊接熔滴过渡频率更低,电弧形态更均匀。

双丝三弧焊焊接工艺研究

双丝三弧焊(Tri-Arc)技术是一种新型高效的电弧焊接方法,因双丝间有额外的M弧,降低了通过工件的电流,显著降低了焊缝的焊接热输入,提升力学性能,但存在飞溅较大且电弧稳定性差的情况,易产生焊接缺陷。本文通过试验优化设计焊接坡口、提高加工精度、优化工艺参数等过程,减少了焊接缺陷,提升了焊接质量,力学性能满足RCC-M 2007的要求。

遥操作焊接机器人辐射防护研究

机器人遥操作技术可以充分发挥机器人的执行能力,其稳定性好,然而,人机交互过程复杂,需要远端传感信息的及时反馈,才能实现机器人遥操作技术的很好完成。本文通过对伺服电机、立体视觉显示系统、激光测距传感器、激光跟踪传感器、AGV车、激光雷达、角磨机、电主轴、电磁阀9项装置进行辐射环境下传感测试,并对设备的辐射防护性能进行了试验验证。研究发现,在10mSv/h的辐射环境下,无需辐射防护也可完成预期功能;立体视觉显示系统、AGV车具备一定的抗辐射能力,制造遥操作修复设备时建议进行辐射防护后使用;激光跟踪传感器不具备抗辐射能力,辐射环境对该部件影响极大,使用时必须搭配辐射防护装置;以延长部件使用寿命1倍为目标,对视觉传感系统进行了辐射防护系统设计,通过理论分析完成了辐射防护材料选择和厚度选择;通过钴60源模拟现场实际环境,对设备耐辐射能力进行了实验验证,验证结果与理论预测一致,辐射防护可靠有效。

316H不锈钢管道TIG自动焊接头性能研究

316H奥氏体不锈钢碳含量、抗脱碳性高,在高温下具有更高的强度,可用于500℃以上的结构和承压容器,因此成为高温系统关键部件的优选钢材。文中通过对TIG自动焊焊接接头进行力学性能试验及微观组织分析,结果表明,自动焊接头力学性能试验结果及微观金相均满足ASME标准要求,具有较好的高温力学性能。

3D金属打印技术在制造业中的研究及发展

目前,3D打印技术广泛应用于航空航天、医疗保健、能源、汽车以及其他行业。尤其3D金属打印领域是当前发展最快的行业,但其发展也面临着来自科学、技术和经济等诸多方面的挑战,这制约了金属打印行业的发展,甚至影响着制造业及其他工业的发展。为了使金属打印更好地服务于现代工业的制造,应制定相关的解决方案,采取有效措施,保证3D金属打印行业的快速稳定发展,同时进一步推动制造业的创新,扩大3D金属打印在制造业的应用。

核电BOSS头Overlay焊缝缺陷等效分析

核电BOSS头焊缝在服役过程中,由于原始焊缝中缺陷的存在会导致结构寿命的缩短,甚至可能发生泄漏事故,因此有必要对存在原始缺陷的BOSS头焊缝进行研究分析。但在实际情况中,缺陷的种类和分布情况均极为复杂,通过射线检测手段难以确定其具体位置,这也为后续研究带来了困难。对原始缺陷进行等效处理,以利于后续工作的开展。从缺陷类型的等效处理、缺陷形状尺寸的等效处理、缺陷位置的确定三个方面进行分析,得出等效结论。

M310型压水堆核电安装工程焊材牌号评定

焊接填充材料牌号评定是民用核电安装过程中所用的成批焊材选择商标品牌的过程,为施工现场该牌号焊材的使用提供依据。阐述了M310型压水堆核电安装工程中焊材牌号评定的要求和主要内容,指出了焊材评定中的主要问题,通过实例分析对其进行探讨,并提出了相应的解决措施,为M310型压水堆核电安装工程焊材牌号评定提供参考。

仪表管自动焊工艺性能研究

随着核电建造数量的增加,业主对于仪表管的焊接质量和焊接效率也提出了更高的要求,有必要开发能够满足核电要求的仪表管的自动焊工艺。本文利用OBS CWH115封闭式机头进行S30408仪表管焊接试验,寻找了焊接速度的最优解,并进行了工艺试验验证。试验证明,开发的全位置仪表管的自动焊工艺,无损检测、力学性能及金相试验结果均符合核级标准要求,具备应用的基础条件。

田湾核电站检修焊接工艺评定稳定性研究

田湾核电一期工程1、2号机组采用俄罗斯AES-91型核电机组,对焊接工艺评定有效期有具体的规定,对在维修阶段焊接的工作实施和成本控制造成了不利的影响。本文对比俄罗斯标准、法国标准(RCCM)、美国标准(ASME)对工艺评定有效期的规定,对过期的工艺评定按照原工艺参数范围进行重新评定和破坏性试验,并与过期工艺评定进行性能分析对比。

核电BOSS头Overlay焊缝优化设计及应力模拟

BOSS头由于其三通结构和功能上的特殊性,使其在核电管道领域发挥着重要的作用。考虑到BOSS头的作用重要性以及其裂纹引发事故的危害性,本文针对在役核电BOSS头Overlay修复问题,采用有限元分析法对堆焊前后的BOSS焊缝进行相应的应力模拟,通过堆焊层设计,得到了能有效改善焊缝及附近区域残余应力的堆焊层数及堆焊方式的。计算结果表明,采取从上往下的堆焊方式覆盖2层后,能在接头附近形成明显的压应力区,有效抑制裂纹的扩展。

BOSS头修复模拟堆焊研究

在调研M310堆型核电BOSS焊缝信息的基础上,利用模拟分析软件,针对典型BOSS焊缝开展了模拟堆焊研究。通过缺陷等效分析、有限元模型建立、应力模拟分析等工作,对BOSS焊缝模拟修复过程进行优化,使焊接接头处产生压应力,防止缺陷延展,确保使用周期,最终得到了适用于1/2inBOSS管座+3in母管的堆焊工艺,有效解决了核电BOSS返修耗时长、成本高的难题。

遥控焊在核电领域发展及应用

本文介绍了遥控焊的特点,以及遥控焊的发展概述;介绍了遥控焊在国内外核电领域的应用,总结了目前遥控焊接技术存在的困难及解决措施。

Al含量对34CrNiMo6刀具钢激光熔覆WC/Ti-Al层组织和性能的影响

为了提高刀具用34CrNiMo6钢的耐磨性能,通过激光熔覆方式在其表面制备得到WC/Ti-Al涂层,通过试验测试手段分析Al元素含量对其微观组织和摩擦性的影响。研究结果表明:逐渐提高Al量后获得了更优结构熔覆层,而Al量过高时会引起熔覆层表面质量下降。加入Al熔覆层内形成了由Al相与Ti-Al相共同组成的黏结相,通过原位生长获得了由WC、TiC、Al_(2)O_(3)构成的复合熔覆层。加入20%Al后制得具有致密组织的熔覆层,获得了均匀尺寸的晶粒,跟基体间形成了良好冶金结合。不含Al熔覆层相对于高速钢基体硬度更小;当Al含量达到20%时,熔覆层获得了最大硬度,各位置的硬度也基本接近。在熔覆层中加入Al后获得更低的摩擦因数。提高Al含量后,熔覆层磨损率先减小再增大,获得了更致密熔覆层组织,发生了一定程度的塑性流动并产生片状磨屑。