视觉传感技术在机器人智能化焊接中的研究现状

随着我国《中国制造2025》战略实施,焊接制造领域经过"两化"融合的推动,正朝数字化、信息化、智能化制造转型,进而使焊接制造过程的信息需求量显著增加。围绕上海交通大学智能化焊接与材料精密制造研究所近年来在智能化焊接领域所取得的成果和关键技术应用等展开讨论,内容涉及基于视觉传感的焊接路径自主导引与规划、焊接动态过程液态熔池的智能表征和基于视觉传感的焊接全场高温应变的在线测量及多尺度计算。上述研究成果的工程应用,一定程度上丰富和发展了焊接智能化技术领域的内涵。期望展示的焊接视觉智能化传感研究成果为焊接智能制造的发展抛砖引玉。

带衬垫的管道环焊缝根焊技术及焊接工艺

针对我国长输管线施工中管道环焊缝根焊难的技术瓶颈,采用φ1219mm带衬垫的管道气动内对口器与PAW3000双焊炬管道自动焊机配套,进行管道环焊缝根焊技术和焊接工艺研究。分别以铬锆铜和在紫铜表层喷涂镍铬陶瓷复合层为衬垫材料进行焊接试验,并与无衬垫焊缝进行比较。结果表明,以这两种材料作为管道气动内对口器的焊接衬垫,采用自动焊接工艺进行管道环焊缝根焊,可以实现单面焊双面成形,不但可焊性好,焊缝成形美观,而且具有焊接效率高,焊接质量好等特点。焊接接头的各项性能检测指标与无衬垫相当。

高职焊接专业实训基地建设的探索与实践

高职实践教学体系中实训教学基地建设工作是教学工作的重要组成部分,是保证人才培养质量的基础,是培养技术技能型人才的关键,是职业教育赖以生存的根基。阐述了焊接专业实训基地建设思路及模式,对其他高职实训基地的建设起到一定的参考和示范作用。

焊接热输入量对铁基堆焊金属组织与性能的影响

自行配制低合金钢药芯焊丝,并采用不同焊接热输入量制作相应的堆焊试样。采用金相显微镜对堆焊金属的显微组织进行观察;采用X射线衍射仪对堆焊金属的相结构进行分析;采用显微硬度计和砂带式摩擦磨损试验机对堆焊金属的硬度和耐磨性进行检测,并采用扫描电子显微镜观察堆焊金属的磨损表面及冲击断口。结果表明,在满足生产率的条件下,随着焊接热输入的降低,堆焊熔池温度逐渐降低,导致晶粒形核率升高而晶粒长大速度减慢,从而使堆焊金属晶粒逐渐细化。晶粒的细化直接影响到堆焊金属的宏观性能,使其硬度、耐磨性和冲击韧性均有所上升。

船用高强钢埋弧焊材焊接工艺

埋弧焊是在焊接船用高强钢中应用广泛的高效焊接方法。各牌号的埋弧焊材日益繁多,针对其母材特点和应用工程项目的要求也日益苛刻。采用4种牌号埋弧焊材对壁厚32 mm的D36钢板进行埋弧焊接工艺评定试验。通过外观无损检验、拉伸、弯曲、冲击、硬度和宏观金相检测研究D36钢接头的焊接力学性能。结果表明:采用适宜的焊接工艺方案,4种牌号焊材可获得力学性能良好的焊接接头,各牌号焊材可差别对待应用于不同船用高强钢埋弧制作中。

焊接材料工艺性的分析与评价

过去对焊接材料工艺性的分析与评估主要是依靠人的直接经验。对德国汉诺威大学的汉诺威焊接质量分析系统进行二次应用开发,提出对不同焊接材料工艺性进行评估的判据,实现对焊接材料工艺性进行的科学评价。

焊接电流对漆包线铜箔点焊接头质量的影响

针对某些电子元器件的特殊要求,研究漆包线铜箔单面点焊这一重要应用形式。对0.1 mm漆包线和0.2 mm铜箔进行单面点焊试验,在其他焊接参数不变的情况下,试验分析了焊接电流大小对接头质量的四个指标(接头拉断力、焊点宽度、焊点长度和接头表面状况)的影响。结果表明:焊接电流和接头拉断力呈抛物线曲线关系,随着焊接电流的增加,接头拉断力随之增加并达到峰值,由于线材热影响区软化的原因,继续增加电流,接头拉断力开始下降;随着焊接电流的增加,焊点宽度呈指数增长;由于受线材的轴向约束作用,焊接电流对焊点长度无明显影响;当电流超过一定阈值时,接头出现铜线表面熔化、电极粘连等焊接缺陷。

搅拌摩擦焊及氩弧焊接头的组织形貌

对1060铝合金进行了搅拌摩擦焊和氩弧焊,对比分析了2种工艺方法对铝合金焊接接头组织演变行为的影响,结果表明:双面氩弧焊接头组织表现出明显的铸态组织,并且靠近熔池的柱状晶沿母材向对接中心线显著增大,所产生的内应力增加了晶界开裂的倾向;搅拌摩擦焊接头比氩弧焊接头具有更为细小的晶粒和狭窄的焊接热影响区。焊核区由于动态再结晶具有细小的等轴晶粒,旁边存在一个特殊的组织形貌——热机影响区域。

管道施工中的几种新型施工设备及技术

随着管道建设要求的不断提高,管道内焊机、管道坡口整形机以及间隙可调气动内对口器和相关技术逐渐发展、完善起来,并运用于"西二线"的工程施工中。对这几种新型管道施工设备及技术的优点和存在的不足进行了分析、说明,以加深对管道施工技术及设备发展的认知。

轨道车辆用铝合金厚板角接自动焊工艺

采用CLOOS焊接机械手对厚15 mm的6082铝合金厚板进行单丝脉冲MIG角焊试验,对焊缝进行外观检测和表面渗透检测,并切取试样观察宏观金相,总结了焊接试验过程中出现的焊缝外观形状、尺寸不良和焊缝内部质量问题,从焊接参数、焊枪调整、母材热传递和约束条件四个方面进行了系统讨论,分析并概括了几个因素对焊后焊缝质量的影响,提出自动焊焊接轨道车辆常用铝合金厚板的角焊缝时适宜采用的工艺,有效地避免了焊接缺陷的产生,提高了焊缝的焊接质量。

ZG310-570铸钢与45钢异种材料的焊接

ZG310-570铸钢及45钢含碳量高,焊接性差。针对焊接易出现的的淬硬倾向、热影响区的脆化和焊接冷裂纹问题,提出了解决措施,制订出可行的焊接工艺,在焊接生产中获得了较好的结果。

MIG/MAG焊接电弧动态过程综合测量系统及应用

针对MIG/MAG焊接质量控制的特点,建立了高速摄像与焊接过程质量分析综合试验系统,通过高速摄像观察电弧过程和焊接过程质量分析仪检测的焊接过程参数概率密度、熔滴短路过渡周期Tc及变异系数CV的检测,可方便地进行不同焊接过程如外加力场、辅助磁场的电弧过程和电参数变化规律分析,从而满足不同情况下焊接过程的动态测量、监控和分析。

超(超)临界机组焊接工程质量控制与管理

介绍了超(超)临界机组在安装阶段的焊接质量控制所面临的形势与任务,分析了焊接质量、工期和安全之间的关系,对焊接工程上遇到的大量实际问题进行分析和总结,提出了一套切实可行的管理模式,建议发放"焊接团证",以便更有效地保证超(超)临界机组焊接施工质量。

压力容器C、D类焊缝接头形式及施焊工艺分析

压力容器设备中法兰与筒体、法兰与接管连接处的C类焊缝和封头端部、筒体上马鞍形的D类焊缝是最为不规则的且施焊工艺最为复杂的焊缝。着重讨论C、D类焊缝的T形接头形式和角接接头形式的焊接工艺,尤其是对施焊难度高的D类焊缝的接头坡口形式、优缺点以及适用场合进行了分析。通过分析得出其合理的T型接头形式和施焊方法,为压力容器中此类焊缝的焊接提供参考作用。

架桥机大臂钢板开裂分析

架桥机大臂钢板在使用过程中发现表面呈方形开裂,但远未达到设计使用寿命。钢板材料为低合金结构钢Q345,其综合力学性能良好。为了弄清钢板开裂原因,通过宏观观察、扫描电镜及能谱仪分析、光学显微分析等对开裂钢板进行了深入探讨,结果表明:钢板失效属于疲劳断裂,疲劳起源于焊缝夹渣,并沿着方形焊缝路径扩展。焊缝中亦存在马氏体组织,马氏体组织较脆,裂纹遇到这种组织也较容易扩展。因此,在循环使用应力作用下,起源于焊渣的疲劳裂纹沿焊缝不断扩展,最终导致钢板呈方形断裂失效。可通过改善焊接工艺、增加焊接线能量以及焊前预热处理等途径来防止裂纹产生。

焊态及焊后热处理熔敷金属组织及硬度分析

采用D132焊条在45钢母材金属上进行焊条电弧堆焊,熔敷金属为两层。为了减小熔敷金属内的焊接残余应力,改善其组织结构和硬度,对试样进行焊后热处理,回火温度分别为400℃、550℃和700℃,保温时间均为2 h。分析焊态及焊后热处理的熔敷金属显微组织和硬度,试验结果表明:焊态时的熔敷金属存在魏氏组织,但随着热处理温度的升高,魏氏组织消失,残余奥氏体的含量却在增多;对比发现,熔敷金属硬度值在回火温度为400℃时最大,在回火温度为700℃时最小,回火温度为550℃时熔敷金属的硬度值处在二者之间,由此可见,随着温度升高熔敷金属硬度值却在下降。

热输入对7075铝合金搅拌摩擦焊接头质量的影响

对厚度6.35 mm的7075铝合金板材进行搅拌摩擦焊接,研究了焊接过程中的热输入对搅拌摩擦焊接头的表面形貌、微观组织以及焊缝孔洞型缺陷的影响。试验结果表明,当焊接热输入较小时,接头外观成型良好,无飞边的产生,而当热输入较大时,接头表面成型较差,会在接头表面细密的鱼鳞纹上产生粗糙的毛刺;接头焊核区晶粒的尺寸与焊接热输入大小有一定的比例关系,当焊接热输入越大时,晶粒直径越大;焊接热输入对焊缝孔洞型缺陷也有一定的影响。当焊接热输入不足时,可能会导致接头产生孔洞型缺陷。

阿普拉斯焊接技术及应用

阿普拉斯(Arplas)焊接技术是实现汽车钣金件焊接时,减小焊接变形量和焊点压痕的一种新型焊接技术。介绍了阿普拉斯焊接的关键工艺、技术特点及其质量控制系统。讨论了阿普拉斯焊接技术解决传统焊接方式带来的质量问题的系统方案,总结了阿普拉斯焊接技术在汽车工业中的应用,为其在汽车领域焊接技术的深入研究和应用提供参考。

球罐自动焊用焊丝试验

通过焊接工艺性能试验、焊接工艺评定试验、斜Y型坡口焊接裂纹试验、系列低温冲击试验、焊接线能量选择试验及落锤试验,研究GCR-81Ni1MP焊丝的焊接工艺性能、焊接接头和熔敷金属的力学性能以及抗裂性能,不同焊接线能量对-20℃时该焊丝焊缝和热影响区冲击韧性的影响,测定了焊缝的韧脆性转变温度和NDTT。结果表明,GCR-81Ni1MP焊丝焊接工艺性能优良,焊接接头和熔敷金属的力学性能较技术要求有较大的裕量;焊接线能量在56 k J/cm时,焊缝金属的低温韧性仍可满足技术要求,韧脆转变温度低于-37℃,NDTT温度为-55℃;GCR-81Ni1MP焊丝可用于Q370R球罐的全位置自动焊接。

逆变埋弧焊机控制系统软件设计

介绍了IGBT逆变埋弧焊机控制系统的总体设计,采用模块化方法设计了电源外特性控制、送丝、小车行走速度调节、引弧与收弧控制软件;分析了PI控制算法、电源外特性控制算法、送丝速度控制算法,以及控制程序的优化设计。说明了系统软件各部分的功能和原理、程序的设计要点和实现方法。