苛刻条件下的焊接坡口修复技术

针对已安装的核电设备在施工空间小、施工难度大和周期紧张等苛刻条件下进行现场焊接坡口修复的难题开展技术研究并成功实施,为后续同类核电设备的现场修复提供参考。

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。

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.

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。

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.

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 。

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。

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.

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。

不锈钢复合钢板基层采用埋弧焊的焊接坡口设计

不锈钢复合钢板焊接坡口不同于普通碳钢或低合金钢，设计科学实用、经济合理的焊接坡口对不锈钢复合钢板焊接尤为重要。以往不锈钢复合钢板焊接坡口形式主要是为采用手工电弧焊焊接基层而设计的。采用埋弧自动焊焊接基层，应专门设计焊接坡口形式。

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。

U型焊接坡口气割加工工艺与装备的探讨

U型焊接坡口是中、厚板焊接中较为经济、焊接性能较好的焊接坡口形式,但其加工也是目前较困难的。本文仅就U型焊接坡口的各种加工方法进行分析,对U型焊接坡口氧—燃气气割加工工艺、装备的先进性以及今后应开展的研究工作等进行了探讨。

Gabor算法在V形焊接坡口图像滤波中的应用

尝试借助Gabor带通滤波器在图像处理中其方向性和频率可选择的优点,通过初始参数计算和实验验证,实现对带辅助结构光V形焊接坡口图像中弧光和飞溅等干扰的有效滤波。结果表明,该带通滤波器滤波效果良好,抗干扰性强。

鼓风机叶片焊接坡口面数控切割的研究

论述了鼓风机叶片焊接端面曲线及其变角度坡口面的数控切割原理及数学模型