基于激光视觉的多层多道焊接坡口特征点提取方法

多层多道自适应焊接一直是实现中厚板焊接自动化的难点.文章研究了多层多道焊焊接坡口特征点提取方法,通过对焊接坡口激光条纹图像特征分析,首先采用中值滤波去除图像噪声,利用阈值分割和重心法提取激光条纹中心线,然后经过中心线拟合直线求交点和逐列搜索对比获取焊接坡口轮廓的四个拐点,为后续多层多道自适应焊接提供了可行性技术途径.

坡口偏差厚板机器人多道焊接方法

厚板构件在工程机械及重工行业等领域应用广泛,但许多工况的坡口因为加工和组对等原因存在较大偏差.针对工件加工和组对出现的坡口间隙不一致、坡口角度偏差和错边等三种典型问题,分别给出了应对方法和修正措施.通过焊接摆动参数调整补偿坡口间隙不一致时造成的偏差,采用焊接参数和摆动参数调节实施联合补偿坡口角度偏差带来的影响,以焊道数量调整和焊接电流周期变化补偿坡口组对错边情况.采用这些措施,利用焊接机器人进行坡口偏差工况焊接试验.焊后接头填充饱满,焊缝外观无明显缺陷.焊缝截面观察焊道排列整齐有序,未出现内部缺陷.结果表明,采用坡口偏差修正方法拓宽了机器人厚板焊接对坡口偏差的适应性,为机器人厚板焊接现场施工提供基础数据.

小波变换的多层多道焊接拐角跟踪点的识别研究

利用小波变换检测信号边缘的优势,对V型坡口焊接激光图像以及多层多道焊激光图像的焊缝识别方法进行了系统的研究,给出了基于小波变换的焊缝识别算法,并提出了多层多道焊拐角跟踪点的识别算法,同时进行了大量的实验研究;分析了多层多道焊接激光图像的特点,在V型坡口识别算法的基础上进行了改进,利用模板匹配技术,实现拐角跟踪点的识别。

基于激光视觉系统的多层多道焊接路径规划

厚板结构件的焊接存在示教繁琐且效率低的问题,为解决该问题提出基于激光视觉系统的多层多道路径规划。首先,利用激光视觉系统获得焊接工件的图像并得到其在基坐标系下特征信息。其次,建立焊缝特征点投影模型,将特征信息投影到焊缝横截面,得到焊缝模型参考点信息;结合等高度焊道及焊道填充策略建立多层多道焊缝模型并对各焊道进行路径规划;引入焊枪行走角对焊道进行焊枪姿态规划;根据焊缝模型各焊道横截面积进行自适应焊接速度规划。仿真和实验表明各焊层焊道位置及焊枪姿态准确,焊缝特征点位置准确,焊缝填充均匀美观。

基于数值模拟的中部槽多层多道焊接温度场研究

利用SYSWELD有限元软件,针对某型号中部槽之中板和槽帮间的多层多道焊接过程中的温度场进行了数值模拟.利用修正的双椭球热源,模拟了双丝电弧焊枪的移动加热过程,得到了焊接过程中不同时刻的温度场云图,给出了热影响区和焊缝表面特定点的温度时间曲线.所得曲线和云图可以比较真实的反映中部槽焊接时温度场情况,为进一步研究中部槽的焊接变形和焊接残余应力问题奠定了基础,为指导中部槽的焊接生产提供了参考.

中厚板多层多道焊接焊道尺寸与工艺参数相关性研究

以CO气体保护焊为基础,利用通用旋转方法设计了熔敷试验,通过试验重点研究分析了中厚板多层多道焊接焊道尺寸与工艺参数之间的相关性,建立了相关性数学模型,并进行了显著性和拟合性验证,获得了通用回归方程,最终绘制出了焊接工艺参数与焊道成型参数的关系曲线图。

管子对接多道焊接计算效率与精度分析

研究了焊接分段移动热源和焊接区网格尺寸对管子对接焊接过程计算精度和效率的影响,得到一种相对合理的网格尺寸和热源的分段方法以满足大型管子焊接应力三维模拟计算精度和效率的要求.结果表明,焊接区和热影响区的网格尺寸≤3.3mm,并且采用分段移动热源的方法,可以满足计算精度的要求,并大大的提高了三维模拟计算的效率.

铬钼耐热钢管道焊接质量控制

文章针对近年来炼油化工工程铬钼耐热钢管道焊接中频繁出现因延迟裂纹造成管道焊缝开裂的事故,重点分析了施工过程中有可能导致焊缝延迟裂纹产生的多方面因素,并相应提出了加强铬钼耐热钢管道焊接质量控制的措施及建议。

基于视觉成像的机器人中厚板多层多道焊接技术

大型船舶或桥梁的小组立或者中组立的建造过程中需要有大量的肋骨(T型材)焊接的工作,本文设计了一套基于六自由度的焊接机器人,末端搭载携带线激光成像设备,通过铺设轨道在T型材上进行移动。基于线激光扫描成像,重构焊道并在线规划焊接路径,结合焊接数据库进行匹配,实现了T型材对口的多层多道自动化连续。

焊接工艺参数与焊道成型参数研究

在复杂空间曲线的多层多道焊接过程中,每层道的焊道都会影响最终焊缝成型质量,而焊缝成型质量与焊接工艺参数相关。为了探究此种关系,搭建了以氩气作为保护气体的单道熔覆试验平台,根据对13组试验结果的分析,获得了各焊接工艺参数与焊道成型参数的影响规律,发现焊接电流保持不变,焊道横截面积、熔宽、余高都随着焊接速度的减小而增大,当焊接速度保持不变,焊道横截面积、熔宽、余高都随着焊接电流的减小而减小。采用二次旋转组合设计的方法建立数学模型,预测焊道成型参数以及根据焊道信息确定焊接工艺参数,将焊接速度作为模型的输入,焊接横截面积、余高、熔宽作为模型的输出,对该模型进行回归检验,并经过反编码计算得到输入与输出的关系表达式。最后,基于模型得到了焊接工艺参数与焊道成型参数的关系曲线图,为后续的焊接工艺参数选择以及多层多道焊路径规划提供理论指导。

焊道填充方法对焊接变形及焊接残余应力的影响

在焊接数值模拟分析过程中,焊道的填充是必不可少的步骤,且不同的填充方式对计算收敛性及结果的精确性产生较大的影响。本文以大型有限元分析软件MSC.Marc为计算工具,分别采用生死单元法及静态单元法对平板对接接头进行多层多道焊有限元分析。结果表明:不同的焊道填充方式下的焊接仿真变形趋势与实际焊接变形趋势一致,焊接残余应力分布趋势也与实际情况相吻合,但是计算结果及计算的收敛性有一定的差异。

基于SYSWELD的焊接工艺参数对多道焊焊接残余应力的影响

文章以某型动车组中间车KK端中T型焊接接头为例,通过数值仿真,分析了不同预热温度与不同焊接速度对焊接残余应力的影响。利用双椭球形热源模型校核得到了与实验拟合度较好的温度场,保证了后续计算焊接残余应力的准确度。通过三种多道焊速度方案,计算T型焊缝焊接残余应力可知:在给定的预热温度前提下,在一定范围内减小焊接速度,可减小焊缝残余应力;分析了预热温度对焊接残余应力的影响,在一定范围内提高预热温度,可以有效地降低焊接残余应力。

基于点云数据驱动的中厚板机器人焊接路径规划

为实现中厚板多层多道自动化焊接的需求,提出一种基于点云数据驱动的机器人焊接路径自适应规划算法。以V形焊缝为例,首先通过线结构光扫描焊缝表面采集点云数据,对点云数据进行滤波预处理,在精简数据量的同时也去除噪声点,据此采用点云分割和边缘提取算法成功提取焊缝特征点。最终通过焊接实验验证算法的准确性和可行性,结果表明,提出的算法处理得到的焊缝特征点坐标与人工示教得到的实际坐标偏差小于0.17 mm,能够满足实际应用需求。

Monel-400合金管多道轴向焊接残余应力有限元分析

以热-弹塑性理论为基础,建立了10 mm厚Monel-400合金管多道轴向焊接残余应力的三维有限元模型,利用ANSYS有限元分析软件,模拟了Monel-400合金中厚壁管纵焊对接的应力分布.结果表明,在焊缝一定距离处截面的节点应力随焊接道次的增加而不断变化;外表面节点X方向的应力为拉应力,中间节点和内表面节点应力为压应力;该截面处节点的径向和轴向应力均为压应力,中间节点压应力最大;材料冷却10 s后各方向的残余应力小于材料的屈服点应力;焊接热影响区的残余应力分布有利于减少材料的应力腐蚀,提高管道的使用寿命.

基于抛物线模型的V形坡口焊道规划排布

为了提高大型相贯构件机器人焊接的焊道规划准确性,提出了抛物线模型,结合等面积与等高法研究了多层多道焊道排布方法.首先,规划焊接工艺参数、焊道的横截面、焊接顺序以及焊枪位姿,进一步推导出焊道排布算法的公式,借助MATLAB软件进行多层多道焊道排布的仿真;最后通过机器人焊接试验验证多层多道排布的方法.结果表明,仿真的焊道排布结果与试验的V形坡口每层每道轮廓相吻合,说明提出的基于抛物线模型的多层多道排布算法是准确可行的.该研究成果为机器人焊接相贯构件的多层多道焊道排布提供了重要的理论基础.创新点:(1)提出了一种V形坡口焊道的抛物线轮廓假设模型.(2)提出了等面积法与等高法相结合的多层多道焊道排布方法.

马鹿塘水电站压力钢管道的焊接及质量控制

介绍马鹿塘一期工程压力钢管道的现场焊接。重点介绍焊接质量的控制程序、焊接工艺、焊接过程、质量控制措施、焊缝检验及缺陷处理。马鹿塘水电站2015年1月两台机组投产以来,安全运行至今。从钢管道的检测资料表明,"贝氏体"WDB620高强钢的应用,证明钢管道的设计、施工是合理和成功的。

焊接道次对厚板铝合金搅拌摩擦焊缝组织性能的影响

对16 mm厚2A70-T6铝合金进行了不同道次的搅拌摩擦焊接,并对焊缝显微组织进行了观察和力学性能测试。结果表明:经过一道次焊接后,接头强度最高,抗拉强度达355.5 MPa;随着焊接道次的增加,焊缝内出现孔洞型缺陷,焊核区晶粒逐渐长大,晶界附近的析出相也随之增多,最终导致接头强度显著下降。

焊层排布对5083/6005A铝合金熔化极气体保护焊接接头显微组织及力学性能的影响

研究焊层排布方式对5083/6005A铝合金熔化极气体保护焊接(GMAW)接头显微组织及力学性能的影响。采用两层两道、两层三道和三层三道3种焊层排布方式获得高质量的对接接头。结果表明,位于6005A铝合金侧热影响区的软化区是5083/6005A铝合金GMAW接头的最薄弱部位。两层两道接头的热影响区再结晶程度和沉淀相溶解程度最高,而三层三道接头的最低。随着焊接层数和道次的增加,部分熔化区的晶界液化程度以及软化区的强度损失得到改善。两层两道接头的抗拉强度为161 MPa,而三层三道接头的抗拉强度提高到217 MPa。

不同拘束条件下坡口间隙对焊接变形的影响

坡口间隙的存在及其在不同拘束条件下会对焊接变形产生不同影响.以平板对接多层多道焊为研究对象,将坡口间隙作为考虑因素添加到焊接数值模拟模型中,采用试验测量与焊接仿真相结合的方法,在不同拘束条件下研究坡口间隙对焊接变形的影响效果,为进一步利用数值方法解决焊接变形问题提供了参考依据.结果表明,相同拘束条件下,有无坡口间隙对焊接变形趋势影响并不明显,但对残余变形数值大小影响显著,且在弹簧拘束条件下焊接变形结果差别最大;被焊平板存在坡口间隙时,弹簧拘束条件下的模拟结果与自由状态下焊接试验获得的焊接变形结果最为一致.

浅析多层多道焊

在分析厚板多层多道焊原理及类别的基础上,讨论了其在实际生产中应注意的问题,以便正确使用多层多道焊工艺。