焊接模型的非线性方程组参数估计法

图像的标定就是确定世界坐标系和图像坐标系的几何关系。在透视光变换模型的基础上,运用非线性方程组参数估计中的牛顿法对焊接模型进行了重新标定。通过对非线性估计法实验数据的分析可以看出,当图像有干扰时,标定的参数值能够最大限度地接近真实值,用估计法求解降低了传统标定过程中因过参数化而导致的求解结果误差较大的问题,为进一步的自动焊缝跟踪提供了准确的焊缝尺寸信息。

大型城市钢箱梁高架桥焊接工艺与质量控制

为保证钢箱梁焊接施工效果,以鄞州大道快速路大桥工程为例,研究钢箱梁高架桥焊接工艺和焊接质量控制方法。结合大桥工程的施工需求,以熔化极气体保护电弧焊技术为主,确定焊接工艺参数及工艺流程,完成钢箱梁构件焊接后,计算焊接残余变形量,并构建焊接模型,控制焊接工艺,调整送丝速度,实现钢箱梁高架桥焊接质量控制。对焊接效果进行试验分析,结果显示:焊接接头位置抗拉强度均在470MPa以上;焊缝处的邵氏硬度值均在380度以内,试件的综合性能均满足相关技术标准,并且宏观金相的整体状态较好,没有发生裂缝等情况,满足技术参数需求。

超声焊接的研究和工艺模型

为了能进行超声焊接工艺的在线检测，必须了解超声焊接的机制。本文对这个问题作了研究。在本实验所用的焊机中，用一块压电晶体作为换能器产生超声振动。在通常的焊接过程中，研究了换能器驱动信号和从机械振动测出的信号这二者的变动情况，同时还研究了这二种信号的各次谐波信号。研究证实，机械振动测出信号的５次谐波对焊接工具的机械振动敏感。设计并通过实验搞清了整个焊接过程中这个信号的属性。从实验见到的结果，提出了一个基于超声功率流的焊接模型。这个模型将一次焊接中出现的谐波波形与该次工艺中的物理现象联系起来。结果人们可以用这个模型来分析谐波信号，了解焊接区中发生的现象和预计焊接效果、即焊接强度。

熔化焊焊接热源模型及其发展趋势

为了更好地推动焊接数值模拟技术尤其是焊接热源模型技术的发展,全面分析和总结了现有的熔化焊焊接热源模型。通过分析总结熔化焊焊接热源模型的特点,首先给出了焊接热源模型的定义,并进而提出了将焊接热源模型分类为静态焊接热源模型和动态焊接热源模型。在此研究基础上,对现有的熔化焊焊接热源模型进行了分类。根据分类的结果,并结合当前焊接热源模型的实践,分析和总结了焊接热源模型的发展特点及其发展趋势。分析结果表明,建立一个动态焊接热源模型需要研究三要素,即空间分布形式、热流分布模式及该两要素随时间的变化规律。并且复合焊接热源模型和动态焊接热源模型将是焊接热源模型技术的主要发展方向。

焊接热源模型参数求解中熔池形状的提取技术

为实现焊接热源模型参数求解中熔池形状提取的自动化,针对现有方法存在的问题,根据有限单元法及计算机图形学相关理论,提出基于温度等值线熔池形状的提取技术,推导了该技术的理论公式,列出了熔深、熔宽的提取步骤,并将ANSYS显示的熔池边界与提取的熔池边界进行了对比。经理论分析及实例验证表明:该技术在保证提取的熔深、熔宽具有足够精度的前提下,既能避免单元数目过大,又可满足焊接热源模型参数程序化求解的要求。

基于RBF网络的MIG焊焊接工艺参数选择模型

针对MIG焊的特点,研究了焊接规范参数的结构特征,提出了基于RBF网络的MIG焊焊接工艺参数选择模型;对神经网络模型结构进行了优化,收集了实际生产数据,依此精选样本数据对神经网络进行了训练,并进行了网络测试、试验研究。测试结果表明,应用模型输出焊接工艺参数,并依据焊机实际进行一定的规范化处理,确定实际需要的焊接工艺参数,能满足实际生产需要,确保焊接质量。

焊接熔池形貌的多信号预测与焊接热源模型构建

本文尝试对焊接过程进行多信号同步采集。在计算机视觉库OpenCV处理的熔池表面图像基础上,多焊接信号数据结合建立了基于机器学习的焊缝熔深预测模型,从而得到了焊接熔池真实形貌。利用双椭球焊接热源模型计算焊接温度场,并提出了外接立方体和抽样方法,完成了多信号预测熔池对数值模拟熔池的修正试验研究。有限元模拟熔池和多信号预测熔池长度上和宽度上的平均误差分别为2.77%和6.55%,焊缝熔深的平均误差为8.74%。基于多信号测试得到的焊接熔池,为实际焊接过程中的温度场数值模拟提供了热源模型校准模型。

基于模型的机器人管道自动焊接系统

论述了一种以焊缝几何模型和焊接过程模型为基础的管道机器人自动焊接系统，通过对管道定位机构（工件定位器）和焊接机器人的运动协调控制，使得在整个焊接过程中，焊缝相对于重力始终保持于最佳方向，同时焊枪相对于焊缝也保持在最佳方位上。文章首先介绍了系统的总体概念，接着详细讨论了工件定位器和焊接机器人的运动控制算法，最后通过实验和仿真验证了系统的可行性。

焊接温度场实时自动虚拟检测设备的设计与测试

在焊接领域中,非接触式的自动检测设备在工业领域逐渐被重视。为了更加详细且清晰地反映焊接质量,能准确地无接触检测焊接温度场分布的设备越发重要,该文设计了一种焊接温度场实时虚拟检测的设备。硬件方面主要通过热电偶和铂热电阻等温度传感器采集焊接温度场内的各项数据以及特征信号,并预处理采集得到的数据信号;软件方面运用LabVIEW软件平台内的驱动模块将硬件与软件联系起来,通过基础数据分析模块分析预处理后的信号,利用数据处理模块内嵌入的温度场和焊接模型,实时检测焊接温度场,通过LabVIEW软件显示模块的曲线图或云图展示焊接温度场实时检测结果。最后以某市大型钣金焊接厂为实验场所,验证了该虚拟设备不仅可以对焊材上的某一点进行温度场检测,还可以检测焊接过程中不同阶段的温度场分布情况,达到了非接触检测目的。

多孔口罐盖焊接机器人运动模型研究

介绍了多孔口罐盖焊接机器人系统的结构组成和工作原理,通过建立空间坐标系分析了相贯线接缝空间位置特点,推导出了机器人与变位机协调运动下的焊枪末端位置方程和焊枪姿态方程。这些运动模型对多孔口罐盖的焊接具有通用性,对焊接精度的控制具有重要意义。

面向智能制造的焊接工艺模型设计

为了满足智能焊接制造对焊接工艺模型数据的需求,通过分析船体建造智能焊接工艺设计要求,重构了焊接工艺模型属性信息;基于SPD船体构件设计和建模数据,提出了自动焊缝创建算法;利用SQL数据库存储技术和SPD数据索引文件接口技术,提出了焊接几何模型和焊接工艺模型分离存储的技术方案;最终构建了面向智能制造的焊接工艺模型,并同时形成了焊接工艺模型自动生成接口和存储框架。

焊接模拟模型的国家研究项目

IT时代,国家高水平的焊接技术是开发高效率、高可靠边性的焊接技术。

基于粒子滤波的焊接电流信号降噪处理

针对旋转电弧传感器获得的焊接电流信号不仅包含有焊缝坡口信息,同时受到了许多非线性非高斯噪声干扰,如在焊接过程中熔滴飞溅、短路过渡、焊接电源不稳定、送丝速度不均匀等干扰,提出了基于粒子滤波的焊接信号降噪方法。首先建立了不含噪的焊接信号的数学模型,将其作为粒子滤波的状态方程;然后提取背景噪声,将其和状态信号一起作为观测信号即观测方程,据此对原始真实信号进行估计,得到降噪后的信号,把降噪问题转化成在状态空间模型下的滤波问题,把粒子滤波降噪思想应用在焊接电流信号的降噪处理,获得了比较理想的效果。

CO_2激光焊接汽车镀锌板的试验研究

为避免出现不稳定的焊接模式,在试验的基础上,通过建立激光焊接稳定性的计算模型,优化了焊接工艺参数。采用同轴和侧吹保护气体的方法,解决了因锌的蒸发及环境中水分等的影响下,在激光焊接时焊缝中易于形成气孔和出现不稳定的焊接模式的问题。研究结果表明:在同轴和侧吹保护气体的条件下,激光深熔焊接能有效地避免高强度镀锌钢热影响区(HAZ)的软化,控制焊缝气孔及焊接接头裂纹的产生。

三维柔性焊接工装打造柔性焊接生产线

柔性焊接生产线是现代焊接领域积极推广的利用成组技术原理而形成的高效流转的焊接生产过程,三维柔性焊接工装可改变传统的专用工装品种多、占有效面积多、难以保管、设计成本高、维护成本高等弊端。利用CAD辅助设计建立焊接定位和夹紧模型,使三维柔性焊接工装应用更为灵活和广泛。

关于开发吉帕级超高强钢焊接技术的研究

使用窄搭接焊工艺焊接吉帕级超高强钢时,焊接工艺参数的摸索较为困难,调整多次参数后,焊缝才能勉强合格,给生产带来极大损失。为更好地解决吉帕级超高强钢焊接技术难及质量控制难问题,开展了吉帕级超高强钢焊接工艺研究,开发吉帕级超高强钢焊接质量控制技术,建立超高强钢焊接模型及参考软件,扩大了超高强钢焊接工艺窗口,保障了吉帕级超高强钢的稳定生产。

冷氢化流化床反应器筒体与封头焊接结构的应力分析

流化床反应器是多晶硅冷氢化工艺生产过程中的核心设备。本文针对该设备的设计规范、材料要求,从焊接模型应力分析和强度校核,提出了有效的焊接方案,保证了流化床反应器的使用性能和安全性能。

利用遗传算法求解最小变形的焊接路径

多点焊接过程中 ,合理的焊接顺序能有效地降低焊接变形 ,从而提高焊接质量。基于有限元分析 ,建立了焊接温度场及焊接变形量模型 ,利用遗传算法求解使焊件变形最小的焊接路径。并举实例对焊接路径进行规划求解 。

基于视觉的超窄间隙焊接坡口宽度测量方法

针对超窄间隙焊接因坡口窄且深的结构特点而导致当前焊道坡口宽度难以直接测量的问题,提出一种基于视觉和焊接热变形模型的当前焊道坡口宽度软测量方法。为克服激光线投射于焊件表面所造成的亮度分布不均,二值化阈值难以确定的问题,提出使用顶帽变换与Otsu共同作用的方法,将激光线灰度均衡化的同时从背景中有效分离,骨架法和最小二乘法相结合可准确提取单像素的激光条纹中心线并对特征点识别,完成上坡口宽度的测量。依据坡口角变形量与焊缝厚度关系,建立当前焊道坡口宽度计算模型。实验结果表明:此方法可以实现超窄间隙厚板焊接上下坡口宽度的准确测量,且最大误差不超过0.2 mm,能满足超窄焊接工艺参数设定对坡口宽度测量精度的要求。