计算机辅助焊接工艺评定的研究与进展

总结了当前国内外计算机辅助焊接工艺评定系统（CＡＷＰＱＳ）研究的概况，提出了计算机辅助焊接工艺评定的系统模型，分析了目前计算机辅助焊接工艺评定系统的问题，探讨了进一步研究的趋势。

锅炉压力容器计算机辅助焊接工艺评定系统

In this paper,the computer aided welding procedure qualification system for boilers and pressure vessels is developed by taking advantage of Visual Basic 6 0.It can judge the necessity of procedure qualification test,propose the items of test,and judge the result of tests according to the standards of welding procedure qualification.It can also interpret the process of welding procedure qualification,and accomplish compounding queries and database maintenance.In addition,procedure file templates are offered by the system,by means of which users can edit and print procedure files conveniently.

基于机器视觉的激光辅助焊接

基于机器视觉原理,以不锈钢杯为例,实现不锈钢杯柄与杯身交界处焊口的高效率、高精度位置及形状定位,辅助激光机械臂的移动焊接。根据中值滤波、图像膨胀和腐蚀算法对焊口图像预处理,以边缘检测算子提取边缘特征,并采样边缘点寻取边缘轮廓拟合成线,完成复杂焊口部位的高效率、高精度定位。结果表明：杯柄与杯身焊口位置图像对比度明显,实际焊口位置与理论位置几乎一致,整体定位精度控制在0. 1 mm之内。

钛合金随焊超声辅助TIG焊接接头组织及疲劳性能

基于TC4钛合金超声辅助TIG(U-TIG)与常规TIG焊接试验,采用金相显微镜、电子背散射衍射等测试技术分析了焊接接头的显微组织和织构,对焊接接头进行了显微硬度测试。之后,利用高频疲劳试验机,对2种试样开展应力比为-1下轴向加载疲劳测试。结果表明,常规TIG焊接接头初生β晶粒以联生结晶的方式跨越焊层生长,容易形成粗大弯曲的柱状晶,且α′相具有明显生长取向;而在U-TIG焊接工艺下,初生β柱状晶发生破碎,联生结晶趋势被遏制,针状α′马氏体尺寸得到细化,焊缝平均晶粒尺寸减小,晶粒尺寸梯度分布降低且平均显微硬度得到提升;施加超声后,晶粒沿散热方向生长得到遏制,其中α′马氏体在<0001>面取向强度显著降低;此外,应力比为-1下的疲劳极限由360 MPa增加至387 MPa,接头疲劳强度提升约7.5%。

电流辅助电弧焊接技术及设备研制

介绍了电流辅助电弧焊接技术的装置及电参数的工艺设定原则。在电路的设计上,考虑到需向焊接熔池处同时通入两股电流,即辅助电流和焊接电流,为避免焊接熔池处的电流干涉,将两电路设计为同源的并联电路。在辅助电流加电装置的设计上,考虑到辅助电流的施加和焊接熔池的冷却凝固过程需同步进行,将辅助电流的正负电极设计为石墨滑块,与焊接熔池两侧的焊件滑动摩擦式接触,并将其固定在焊机的机头上,使之随焊丝一同前行。在辅助电流工艺参数的选择上,考虑到要在实现效用的同时降低电热输入,采用大电流、低频率、窄脉宽的脉冲电流形式是合理的。

Q345R钢纵向磁场辅助K-TIG焊接接头组织和性能研究

采用K-TIG焊接可实现中厚板不开坡口一道焊透,单面焊双面成形,焊接效率高、焊缝成形好。压力容器常用的Q345R钢传统焊接工艺需采用多层多道焊,效率较低、成本高。为拓展K-TIG焊接应用范围,将外加纵向磁场与K-TIG焊相结合,对Q345R钢焊接接头组织和性能进行研究。通过改变电磁场参数来探究磁场对焊缝成形、接头微观组织及力学性能的影响,为K-TIG焊接工艺的优化奠定理论基础。

计算机辅助压力容器焊接工艺评定系统研究与开发

为了缩短压力容器焊接工艺评定的工作周期,提高其工作效率和标准化、规范化程度。引入知识管理技术,结合对压力容器焊接工艺评定工作的分析,采用VC编程,开发了一套基于网络化数据库的焊接工艺评定系统,实现了计算机辅助焊接工艺评定必要性分析、辅助选择焊材、坡口、焊接规范参数、检验项目等功能,有效提高压力容器焊接工艺评定的工作效率和标准化、规范化程度。

超声辅助MIG焊接中超声作用特性研究

超声辅助熔化极惰性气体保护(Ultrasonic assisted metal inert gas,U-MIG)焊是一种新型熔化极焊接方法,利用外加声场将相应声学效果引入焊接熔池达到改善接头性能的目的。通过试验系统化研究超声对电弧形态、熔滴过渡以及接头宏观形貌的作用规律,主要目标是更好地理解超声在不同焊接条件下的作用特点。对高速摄像采集的电弧数据进行处理,结果发现随电弧电压增加,超声对电弧的压缩效果也逐渐增大;而随送丝速度增加,焊接电流增大,电弧压缩效果减弱。针对熔滴受力特点分析,可以看出超声作用后熔滴会受到一个促进熔滴过渡的附加力作用。在焊接电流为200 A时,该附加力达到最大,约为2.8×10-3 N,继续增大焊接电流,该附加力逐渐降低。对比不同送丝速度时焊缝宏观形貌,结果显示为了获得更高的焊接效率不能无限提高送丝速度,存在一个最佳的参数匹配值。结合平面驻波理论分析,随温度增加,声辐射力逐渐减弱,这在一定程度上也会削弱附加力作用效果。利用熔池薄膜模型探讨电弧、熔滴过渡以及熔池振荡三者之间的关系,超声对电弧形态、熔滴过渡的影响均可改变熔池的振荡特性,这间接表现为接头形貌的改变。通过试验与理论分析,为U-MIG焊接方法进一步发展与应用打下坚实基础。

6061铝合金超声波辅助激光焊接变形控制研究

为了解决6061铝合金在激光焊接过程中出现的易变形、变形大的问题,采用施加超声波以辅助焊接的方法,以1mm厚的6061铝合金薄板为研究对象展开超声波辅助激光焊接试验,探究超声波对6061铝合金焊接变形的抑制作用;利用单因素试验方法分析了超声波功率对焊接变形的影响规律,设计包括超声波功率、激光功率、焊接速率、离焦量、保护气流量在内的五因素五水平正交试验,分析了超声波功率以及常规焊接参量分别对焊接变形的影响程度,并获得了能够得到最小变形的工艺参量组合。结果表明,焊接变形会随着超声波功率的增加而减小,超声波功率800W时较无超声情况下试件的挠曲变形及角变形分别减小了51.27%和51.46%;同时,当激光功率为1000W、焊接速率为5m/min、离焦量为+1mm、保护气流量为15L/min、超声波功率为800W时,可以获得变形最小的试件,所得到的试件挠曲变形量为0.42mm,角变形量为0.26mm。此研究为超声波辅助焊接在控制薄板焊接变形方面的应用提供了一定的工艺和理论参考。

基于遗传算法的机器人焊接训练辅助系统研究

对手工焊接焊枪位置和速度等信息进行收集和分析。通过比较熟练和非熟练焊工焊枪位置和速度等参数,利用遗传算法确定参数阈值来判定焊工的熟练程度。对阈值进行优化和讨论,提出区别熟练和非熟练行为的标准,并将标准应用于实践。

断续焊接辅助装置设计

本文设计并制造了一款有助于提高分段焊接质量、改善焊接工人劳动强度的辅助焊接装置。为了适应不同的板厚和焊缝长度,需要设计速度控制系统和焊缝长度可以调整装置;以保证焊接质量。因此,在该装置的方案设计过程中,需要充分考虑其适用性,这是能否设计成功的关键所在,也是设计过程中需要着重考虑的重点和难点。

不同焊接方法下燃料元件包壳用ODS钢焊接接头界面演化规律

ODS钢具有优异的高温力学性能、抗辐照性能和抗热蠕变性能等,是最有潜力的下一代核反应堆包壳候选材料之一。ODS钢的焊接技术主要包括熔焊、钎焊、压力焊等,根据核燃料元件包壳结构,选择电子束焊接、旋转摩擦焊及脉冲电流辅助扩散焊三种焊接方法进行对比研究,并对ODS钢焊接接头微观形貌演化进行分析,揭示了最优焊接方法及界面形貌演化规律。结果表明,电子束焊接及旋转摩擦焊接工艺下,焊接接头的晶界处均有Y_(2)O_(3)析出,而采用脉冲电流辅助扩散焊无氧化物析出和团聚,对于Fe-Cr系ODS钢有突出优势。因此,脉冲电流辅助扩散焊在抑制ODS钢中纳米氧化物的析出、团聚和减少接头变形等方面具有显著优势,是一种适合ODS钢焊接的高质量焊接方法。

从焊接辅助装置在气体保护焊中的应用看我国焊接自动化的发展

通过列举大量生产实例，介绍了国内焊接辅助装置的技术水平、产品生产和使用情况。说明加大焊接辅助装置及机具的产品开发力度，对提高我国焊接自动化水平具有十分重要的意义。

基于协作焊接机器人的檩托板智能系统设计

为了实现檩托板焊接生产过程自动化,提升焊接作业自动化水平,并在保证焊接质量的前提下提高焊接效率,设计了一种辅助焊接机器人焊接檩托板的固定夹具和檩托板智能化焊接系统的双工位生产流程。通过实验得到了一组良好的焊接工艺参数,验证了该辅助夹具在檩托板焊接过程中的实用性和便捷性,同时缩短了檩托板的生产周期,使檩托板焊接效率提高12.5%。

焊接辅助机器具与焊口质量和效率的关系

在火力发电厂锅炉受热面管道检修更换中，改进原始的手工操作工艺，普及采用焊接辅助机器具，是保证焊接质量和提高工作效率的有效途径。

一种焊接辅助设备

专利号:ZL201821713306.1发明人:曾求洪;刘杰中;冯力力本实用新型公开了一种焊接辅助设备,包括:用于夹持被焊工件的托盘机构;驱动托盘机构旋转的驱动装置;设于托盘机构上方并用于压紧被焊工件的压紧装置;与压紧装置连接并用于将压紧装置移动位置的摆转机构;用于限定摆转机构摆转角度的限位机构。

焊接工装夹具在生产中的应用与设计实践

近年来,随着机械装备生产制造业的快速发展,焊接工艺技术水平得到了显著提高,先进的焊接工艺在机械装备制造领域中的应用也越来越广泛,焊接工艺技术在整个机械装备制造领域中更加举足轻重。工装夹具的合理设计和正确应用是确保焊接工艺、保证焊接精度、提高生产效率、降低生产成本的关键。特别是焊接机器人在装备制造中的应用,实现了焊接工艺的自动化和工业化,逐步替代了落后的高强度的焊接作业,有效推动了焊接技术的快速发展。

大直径薄壁筒体与法兰盘角环焊缝自动焊接系统

介绍了大直径薄壁筒体与法兰盘角环焊缝自动焊接系统的结构、组成和工作原理并对设计中几个主要参数进行计算，该系统已成功地应用于酒精蒸馏塔的塔节环缝自动焊接生产中，是一种低成本、自动化焊接设备。

超声辅助堆焊304不锈钢的工艺优化

为了提高焊接接头的质量及性能,采用超声辅助焊接工艺在304不锈钢表面堆焊过程中引入超声波,同时采用焊接电流、焊接速度和超声功率三个参数进行正交试验,对焊缝成形系数和焊缝中心区域的平均显微硬度进行分析,从而优化超声辅助焊接工艺。结果表明,超声辅助焊接的最佳工艺参数为:焊接速度7 mm/s、焊接电流140 A、超声功率1 800 W。结合已经获取的最佳焊接工艺参数,通过显微组织观察探究超声波对显微组织的影响,结果发现,在超声波作用下,粗大柱状晶转变为等轴晶,焊缝区域内晶粒明显细化,由此提高了304不锈钢的力学性能。

椭圆形接缝自动焊接系统的研制

介绍了各种罐体椭圆形环焊缝全自动焊接系统的结构、组成和工作原理以及设计的主要特点。生产实践证明：该自动焊接系统在液体储罐的焊接生产应用中取得了良好的效果，是一种低成本自动化的椭圆形接缝专用焊接设备。