焊道形貌特征的BP神经网络建模与预测

良好的焊道是成功进行电弧增材制造的保障,其受到焊接电流、电压、扫描速度、送丝速度等多种参数影响.提出了以焊道高度、宽度为形貌特征的4输入2输出BP神经网络模型,并利用PSO进行了神经网络权值的优化求解.实验结果表明,设计的BP神经网络实现了对焊道形貌的预测,为后续电弧增材制造的实时预测与控制提供了模型基础.

送丝速度对电弧增材熔池流动及焊道成形影响的数值模拟

通过数值模拟研究了不同送丝速度下电弧增材制造单道熔积成形过程中的传热传质及熔池流态,分析了送丝速度对焊道形貌的影响.结果表明,当送丝速度较小时,基板接受的电弧热较多,熔池的熔深较深且流动性较强,成形焊道较宽且高度较低;随着送丝速度的增大,熔融金属向上堆积,熔池体积增加,送丝速度达到一定值时,电磁力与表面张力达到动态平衡,熔深与焊道高度接近;当送丝速度较大时,液态金属对流减弱,熔深较浅,在表面张力的作用下,熔池边缘收缩导致焊道隆起.模拟与试验结果吻合较好,研究结果可以为GTAW电弧增材技术的工艺参数调控提供理论依据.创新点:通过数值模拟方法探究了送丝速度影响电弧增材制造熔池传热与流动,以及焊道成形的作用机理.

焊接速度对电弧增材熔池流动及焊道形貌影响的数值模拟研究

焊接速度对电弧增材成形过程中传热传质以及焊道成形有重要影响,为探究其影响机理,建立TIG电弧增材成形过程的三维瞬态数值模型,采用VOF方法追踪熔池自由界面,研究不同焊接速度下单道熔积成形过程中的传热及熔池流态,并分析焊接速度对单道焊道形貌的影响。数值模拟结果表明,随着焊接速度减小,熔池的热积累增强,体积增大,熔池表面峰值温度提高,弧坑深度也加深;同时,在电磁力和熔池表面力的共同作用下,熔池表面流速峰值随焊接速度减小而减小,熔池内部流速增大,对流更充分。此外,随着焊接速度减小,成形焊道的宽度和高度均有不同程度的增加。相同条件下的试验与数值模拟的焊道轮廓对比验证了数值模拟结果的有效性,研究结论可为电弧增材技术的工艺参数调控提供理论支撑和依据。

电弧增材制造中焊道堆积形貌研究的现状与展望

依据电弧增材制造中单层单道、单层多道、多层单道和多层多道的四种基本堆积模式,着重分析了电弧增材制造中焊道堆积形貌研究的国内外现状,并对焊道堆积形貌研究进行了展望。

建设数字化智能焊管生产线存在的问题及解决措施

介绍了目前我国焊管生产线存在的影响产品质量的几个问题。提出应用先进的数字化高精度激光视觉传感技术和新型数字焊机,建立焊接参数数据库和综合分析控制系统的思路,对现有焊管生产线的焊接和电气控制部分进行改造,使原有生产线达到自动化、智能化,可有效控制焊接质量,提高成材率,减少工人的劳动强度,提升制管装备水平。

CMT工作模式对4043铝合金电弧增材成形性能的影响

采用CMT焊机4种工作模式对4043铝合金电弧增材单层单道成形进行研究,并通过多层单道成形制备了单壁墙试样,分析了工作模式对试样微观组织与力学性能的影响。结果表明,CMT-Pulse模式下的焊道余高系数较大,铺展性较好,而CMT-Advanced模式下的焊道余高系数较小,铺展性较差。CMT工作模式对电弧增材微观组织、气孔率及力学性能有着显著影响,通过CMTPulse+Advanced模式制备的试样晶粒较为细小均匀,气孔率最小为4.88%,此时单壁墙试样的横向和纵向抗拉强度均优于其他模式,分别为148 MPa和138 MPa,其抗拉强度各向异性最小,仅为6.8%。