斜Y型坡口焊接裂纹试验的数值模拟

以低合金钢 16MnR的斜Y型坡口焊接裂纹试验为例 ,利用有限元计算软件ANSYS对几种不同预热温度及不同厚度的试件进行了焊接过程热循环与动态热应力场的数值模拟。首先计算出试件的动态焊接温度场 ,之后利用温度场的计算结果进行热力耦合分析 ,得出试件上动态热应力及最终残余应力的分布。通过对各试样计算结果的对比 。

16MnR斜Y型坡口焊接裂纹试验残余应力数值模拟

利用ANSYS有限元分析软件对16MnR钢斜Y形坡口焊接裂纹试验的焊接温度场和应力场进行数值模拟,得到了焊接残余应力的分布规律。由于焊缝表面、中部和根部散热条件不同,造成了焊缝表面、中部和根部残余应力分布的差异。即在三维残余应力场中,纵向残余应力较大,且横向残余应力峰值出现在"直坡口侧"焊缝根部的热影响区。研究了预热温度对横向残余应力的影响规律。结果表明,随着预热温度的提高横向残余应力峰值和应力梯度降低,从而有助于减小冷裂纹倾向。

S500MC钢板斜Y型坡口焊接试验分析

S500MC材料是随着引进法国ALSTOM公司的相关技术而引进来的新材料,由于其高强度、高韧性、低含碳量等特点,使它成为适合机车转向架构架轻量化、高强度设计要求的理想材料。本文通过2种不同填充材料的斜Y型坡口试验对其冷裂性能进行检测。试验结果表明,试验选用的焊接填充材料和焊接工艺合理,其可焊接性良好,冷裂敏感性低。

基于CLOOS焊接机器人对液压支架结构件坡口焊接工艺研究

机器人采用坡口立放横焊焊接支架顶梁、底座、掩护梁等结构件时,枪姿态、焊接参数等不宜控制、熔深不够,导致焊接时施工难度大。针对CLOOS焊接机器人对液压支架结构件顶梁、底座、掩护梁、连杆、主肋与贴板圆弧处坡口立放横焊接进行参数优化。重点对盖板、主肋和贴板圆弧处18 mm×40°、18 mm×45°单边V形坡口立放横焊机器人焊接参数进行分析研究。在保证焊接接头性能的前提下,显著提升机器人焊接工作效率,提高结构件的外观质量,节约生产成本,减轻工人劳动强度。

一种基于线激光扫描的V型焊接坡口尺寸检测方法

针对V型焊接坡口尺寸检测的自动化问题,搭建线激光测量系统,并提出一种基于点云处理的坡口尺寸检测方法。由线激光传感器获取坡口轮廓点云数据,分析V型坡口的截面轮廓特征,对坡口点云依次进行统计滤波、K-means聚类分割和MSAC直线检测;利用拟合直线求交点和逐列搜索方法获取坡口截面轮廓的4个特征点,实现尺寸测量,最后通过试验加以验证。结果表明:所提方法能够稳定地实现V型焊接坡口尺寸检测,2个模型测量结果中,坡口间隙中误差最大为0.11mm,坡口宽度中误差最大为0.17 mm,坡口角度中误差最大为0.42°。该方法可满足工业应用的高精度和自动化要求。

管锥相贯焊接坡口数控切割

利用空间解析几何的原理建立了管锥相贯数学模型,用参量方程描述了管端相贯线焊接坡口的几何形状,该数学模型可应用于三轴联动火焰数控切管机。针对三轴联动火焰数控切管机,分析了管锥相贯焊接坡口数控切割运动,将切割运动分解为割炬绕被切管的回转、沿管轴线的平移及在轴剖面内的倾斜三轴联动,给出了数控切割所需相贯线、两面角、实际切割角等参数的参量表达式。并研究了应用过渡切割方法解决小角度存在的问题,给出了过渡切割时各参数的数学表达式。切割试验结果表明,所切焊接坡口完全符合美国石油协会标准(API)规范。

管环相贯焊接坡口数控切割研究

在研究管环相贯数学模型的基础上,对管环相贯焊接坡口数控切割运动进行了研究。将切割运动分解为管的回转、割炬平移、割炬倾斜和割炬倾角旋转四轴运动,定义了建立数学模型所需参考平面,给出了数控切割时相贯线、局部两面角、割炬倾角和割炬倾角旋转角各参数的参量表达式。通过切割实例仿真,分析了切割运动与各参数的关系。

采用激光线光源的焊接坡口间隙视觉检测

针对生产过程中焊件的加工装配误差、焊件热变形等因素导致的焊接坡口间隙变化从而影响焊缝质量的问题,设计基于激光线性光源的焊接坡口间隙视觉检测系统.运用LabVIEW的Vision Builder AI 3.0图像处理模块对焊接坡口间隙变化进行实时测量,实现坡口间隙变化视觉信号的图像采集和检测.实验表明,焊接坡口的检测精度和实时性可以满足焊枪姿态、焊枪摆动角度和焊接过程中焊接规范的实时修正与控制要求.

焊接坡口特征设计与焊缝特征提取方法

分析了数字化CAD/CAPP/ROBOTICS集成焊接对焊接坡口设计的要求,设计了满足在设计环境和工艺规划环境双向数据流动和共享的焊接坡口特征设计的总体方案,提出了基于坡口特征库的典型焊接坡口造型和改进的基于CAD/CAM平台二次开发程序驱动的通用焊接坡口特征造型实现方法,给出了基于坡口特征设计解决坡口信息提取及焊缝特征识别与提取的方法,并实例验证了坡口特征造型方法的正确性。

焊接坡口对焊接接头安定性的影响研究

结合非线性叠加法和通用有限元软件ABAQUS研究了循环热-机械载荷下对焊接接头的安定性,并比较了UV形、双U形、X形、U形、单面焊及V形等6种焊接坡口形式对焊接接头安定性的影响。结果表明,选用U形坡口(焊接厚度20 mm≤t≤60 mm)及选用双U形坡口(焊接厚度t>60 mm)连接时焊接接头的安定域较大,在循环热-机械载荷下具有更好的承载能力。此研究对厚壁压力容器及管道对焊焊接接头的设计有一定指导意义。

方管管端焊接坡口模型及加工工艺精度

针对一般用于加工圆管的五轴联动数控切割机床在加工方管时出现的加工工艺问题,相对传统的管、管模型,运用解析几何方法推导出了新的圆、方管空间相贯数学模型,提出了解决纵向轴补偿的"外接圆包络法",研究了适用于方管切割时切割角度的割炬位姿和两面角、坡口角等相关参数的数学模型,解决了方管相贯线拐点处坡口处理难题,提出了对带突变的切割轨迹的精度进行控制的自适应分点法和突变位置速度的控制处理方法,并验证了所建立的数学模型的可靠性和实用性.为多功能数控管道切割机床的开发提供了新的理论依据和思路.

切割带钝边的管道焊接坡口的数学模型及仿真

针对三通接头焊接的焊前坡口切割问题,对斜边焊接坡口和带钝边焊接坡口进行对比,分析了带钝边焊接坡口的优点,阐述了管件带钝边焊接坡口支管切割及主管切割原理;在现有斜边焊接坡口切割数学模型的基础上,分别建立了带钝边焊接坡口支管切割及主管切割数学模型.用AutoCAD VBA工具对切割数学模型进行仿真分析,验证了所建立的数学模型的可靠性和实用性.为三通接头焊接的焊前坡口切割提供了新的理论依据与思路.

多管相贯焊接坡口数控切割研究

海洋平台框架结构由多管相贯形成。相贯点坐标的准确计算对于整个平台的质量至关重要。论文通过空间解析几何原理建立了多管相贯的数学模型。用参量方程描述了多管相贯线焊接坡口的几何形状。割炬运动可分解为由五轴数控机床实现的5个简单动作。在AutoCAD环境下用Visual LISP自动生成相贯线方程、相贯线上点的坐标及其数控代码。工业应用表明该方法简单有效。

带钝边马鞍形焊接坡口数控切割数学模型

以带钝边马鞍形焊接坡口数学模型建立为出发点,给出了钝边曲线的几何定义,讨论了选择不同的切割轨迹对钝边高度原理性误差Δb的影响范围.提出了坡口母线长度变化Δm对割炬与工件之间切割距离a的影响规律及消除因Δm存在引起割炬与工件距离变化Δa的方法.简述了带钝边马鞍形焊接坡口三维几何模型的建立步骤,利用焊接坡口三维几何模型计算Δm并创建Δm与切割转角θ曲线的方法.结果表明,用纯边曲线作为切割轨迹,同时消除因Δm引起的Δa变化,可有效提高切割质量和精度.

分形理论和LOWESS方法在球罐焊接坡口检测中的应用

针对球罐焊接过程坡口边缘灰度变化不明显 ,受噪声和其它干扰信息的影响很难准确及时地处理图像的弱点 ,本文提出了分形理论和LOWESS方法相结合的图像处理方法。该方法是根据坡口图像的特点 ,首先利用LOWESS方法通过拟合坡口图像每一行的灰度值最低点求出坡口的中心线 ,然后利用图像的分形特征求坡口边缘相对于坡口中心线的偏移量 ,从而进行坡口边缘的识别。实验结果证明 ,该方法不仅能准确地识别出坡口图像的边缘 ,而且节省了图像处理的时间 。

相贯线焊接坡口数控切割的变步长控制算法

针对目前数控等离子切割机进行管端相贯线焊接坡口切割过程中切割速度设定的控制策略方面的不足,为了达到保证被有效切穿的情况下提高切割加工质量的目的,通过对割炬姿态控制数学模型的建立和分析,提出变步长相贯线的插补控制算法,使数控插补过程中的步长随着切割厚度的变化而改变.理论分析和仿真结果表明,采用该算法能使切割速度自动适应切割厚度的变化,可以有效提高切割质量.

三维焊接坡口轮廓图像测量系统

开发了一种三维焊接坡口轮廓图像测量系统,该系统基于光栅莫尔条纹投影原理,由LD、光栅副、滤光片、面阵CCD(Charged coupled device)及DSP图像信号处理等部分组成。分析了在恶劣的焊接现场条件下,莫尔条纹投影到焊接工件表面的噪声产生机理,提出并采用了中值滤波方法对采集的原始激光焊缝图像信号进行平滑处理。由CCD采集到的焊接坡口表面变形的莫尔条纹二维激光图像,经过图像信号处理软件后恢复焊接坡口的三维轮廓图像,获得焊缝中心、深度、宽度等参数的精确尺寸信息。该测量系统经过在轻便型焊接机器人上试用,其测试精度、实时性基本能满足要求。实验结果表明该方法简单可靠、效果明显。

压力容器焊接坡口选择的推定系统

分析了压力容器焊接坡口设计的基本原则和影响因素 ,从主观贝叶斯方法基础上得到焊接坡口选择的不精确推理的全概率推理模型 ,建立焊接母材库、焊材库和工艺库 ,实现了计算机辅助焊接坡口选择的推定系统。通过具体实例验证推定系统的实用性及合理性 ,并运用到压力容器生产的焊接坡口的计算机辅助选择与设计中。

鼓风机叶片焊接坡口面的切割原理及数控编程

论述了用数控火焰切割机加工鼓风机叶轮叶片焊接端面曲线及其变角度坡口面的加工原理及数学模型，并介绍了相应的数控程序的自动编程系统。

高温高压管道焊接坡口选择及焊条用量计算

从经济和技术角度分析火电厂高温高压管道焊缝宜采用的坡口形式,并对各种坡口形式的焊条用量估算推导出经验公式。