方钢支架自动GMAW焊的工艺研究

基于自制的方钢支架自动化焊接系统,在方钢支架与预埋板开坡口仰角焊的应用试验中,探索此类焊缝焊接工艺难点。分析不同焊枪角度及熔滴过渡方式对焊接参数的兼容性,总结焊接参数及焊接技巧。

GMAW焊送丝机PWM可逆调速系统

目前普遍使用的晶闸管送丝机系统,存在动作噪声大、寿命低、系统响应速度慢、功率因数低等缺点,难以满足高质量GMAW焊的需要。采用特制的高频可逆调速电机驱动电路配合低惯量的印刷电机,研制了一种适用于GMAW(熔化极气体保护焊)焊接电源的新型可逆调速送丝系统。试验证明,该送丝系统送丝平稳可靠,送丝速度的线性度好,可调节范围宽,电枢电压惯性小,完全可以满足高质量GMAW焊工艺对送丝系统性能的要求。

GMAW焊接过程干扰信号的模糊模式识别

基于电弧传感的检测方法 ,提出了一种识别GMAW焊接过程干扰信息的方法。该方法对GMAW焊接过程中的电参数进行两次统计处理 ,其二次统计结果作为电弧传感信号的特征值 ,通过模糊模式识别对信号识别分类 ,可以在GMAW焊接过程中在线识别焊接过程中的干扰信息。

基于统计决策的GMAW焊穿缺陷在线检测

焊穿是汽车零部件焊接生产的主要缺陷之一。为实现焊接产品质量的“零缺陷”以及生产过程质量监控的目标 ,提出了一种基于最小二乘 (LS)

GMAW焊熔池图像处理算法

根据GMAW焊的特点,建立焊接熔池图像传感系统,获取了清晰的熔池图像,并对焊缝熔池图像的特征进行分析。采用自适应维纳滤波、GAMMA值增强和Otsu阈值分割进行图像预处理,并采用形态学开运算和Prewitt边缘检测算子对图像进行了后处理。结果表明,这套算法能够对熔池图像进行有效地处理,获得清晰完整的熔池边缘。

基于FLUENT软件的GMAW焊熔池动态行为数值分析模型

基于FLUENT软件,建立了适用的熔化极气体保护焊(gas metal arc welding,GMAW)熔池动态行为数值分析模型,该模型考虑了气—液—固三相耦合.将电弧热输入视为双椭球体热源模型,将电弧等离子体描述为高速流向熔池的氩气,其流速呈高斯分布,流速峰值依据焊接电流确定,电弧压力与电弧等离子体对熔池表面的切应力在计算过程中获得;将熔滴过渡视为高温液态金属从熔池上部一定区域以一定速度流入熔池过程,通过对流速施加时间脉冲函数表征熔滴过渡频率.利用该模型对不同条件下GMAW焊熔池热场及流场进行模拟计算,并分析其流体动力学特征.结果表明,模型能够合理地反映熔池动力学特征,同时还提高了计算效率.

基于DSP的脉冲GMAW焊数字化控制系统

针对脉冲GMAW焊工艺要求,采用32位数字信号处理器TMS320F2812建立了基于DSP的数字化控制系统,实现了电流和弧长的双闭环全数字控制,取得了良好的控制性能.控制系统利用DSP内部集成的PWM产生模块,通过选择合适的工作方式实现了软开关主电路四路移相PWM信号的直接数字化控制.给出了系统控制原理及程序流程图,脉冲峰值和基值阶段采用变参数的数字PI控制,使得电流快速跟随给定信号,同时采用模糊控制方法对弧长进行闭环控制.结果表明,所设计的脉冲GMAW焊全数字控制系统满足设计要求,输出电流波形一致性好,可以实现快速、稳定的弧长调节,焊接过程稳定,焊缝成形美观.

软开关双电弧共熔池脉冲GMAW焊装备关键技术

双电弧共熔池脉冲GMAW焊集高速高效、优质和自动化于一体,近来备受重视,但国内对此研究不多。本文在系统分析双丝脉冲GMAW焊电弧形态、熔滴过渡以及熔池行为的基础上,对双电弧共熔池脉冲GMAW焊系统实现的关键问题如电源类型、动特性、外特性、控制模式、协同控制方式、双丝焊枪设计以及送丝系统等进行了较深入的探讨。

基于复合视觉和形态学模糊检测的GMAW焊过程质量控制

视觉图像检测是实现GMAW焊接质量控制的重要步骤。针对焊接图像稳定性差、噪声大的特点,提出了一种基于复合视觉和形态学模糊检测的算法。该算法采用双CCD采集焊接视觉图像并使用数学形态学理论处理图像,通过将该图像检测算法应用于焊接动态过程中的熔池图像处理,结合闭环模糊PID控制理论,一套完整的GMAW焊过程质量控制系统得以实现。MAG焊工艺试验表明,该控制系统可以有效地克服焊接过程中的外界干扰,从而保证焊接质量的稳定。

脉冲GMAW焊接熔滴过渡的动态模拟

本文建立了脉冲GMAW焊接熔滴过渡的动态模型,对熔滴的长大和脱离过程进行了模拟,为实现优质高效的脉冲GMAW焊接提供了科学的依据。

脉冲电流相位差对双丝P-GMAW焊电弧稳定性及焊缝成形的影响

利用焊接过程参数与过程图像同步采集系统,研究了平均电流均为150 A时两脉冲电弧的电流相位差对电弧稳定性和焊缝成形的影响.结果表明,脉冲电流相位差为零(两电弧同相位)时,两峰值电弧相互吸引并融为一体,两基值电弧互不影响,焊接过程稳定,断弧现象很少,焊缝成形良好;随着脉冲电流相位差的增大,断弧现象逐渐增多,焊缝在宽度上出现不均匀;脉冲电流相位差为180°时,基值电弧被峰值电弧强烈吸引,以弧形跨越两焊丝之间的空间后融入峰值电弧中,弧长显著增长,断弧现象严重,重新引弧时引起较多飞溅,焊缝成形较差.

脉冲GMAW焊的摆动电弧传感信号处理

在现有电弧传感信号处理理论与方法基础上,针对脉冲熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Welding,GMAW)的电弧传感信号特性进行研究,提出一种用于实现脉冲GMAW焊摆动式电弧传感焊缝跟踪系统的电弧传感信号处理方案。结合脉冲门限值和极小值滤波方法,从焊接过程中变化的脉冲电流信号中提取出反映焊炬高度变化的基值电流信号,通过积分差值法利用该基值电流信号计算出焊炬与焊缝的相对位置偏差信息,实现焊缝跟踪。

双丝GMAW焊接工艺研究

通过对核岛安全壳大厚壁板材SA738Gr.B进行2G位置横焊焊接工艺研究,运用双丝GMAW共熔池焊接:由福尼斯TPS 5000CMT TWIN焊机和1台ABB IRB 2600机械臂协作的焊接方法,进行实际规格尺寸工艺试验件的焊接,找寻合适的焊接工艺参数。试验结果表明,本次工艺试验件的性能满足设计要求,所得工艺参数可以指导现场焊接施工,实现大厚壁板材的焊接自动化。

T型接头旋转激光+GMAW复合焊熔池动态行为数值分析模型

目的研究T型接头旋转光纤激光+GMAW复合焊熔池的温度场和流态特征,揭示气孔缺陷的产生及抑制机理。方法依据光学、电磁学、传热学及流体动力学机理,建立T型接头旋转光纤激光+GMAW复合焊熔池数值分析模型。使用Fluent软件对旋转频率分别为50 Hz和100 Hz的T型接头旋转激光+GMAW复合焊进行温度场以及流态特征的模拟,对比不同频率下T型接头横、纵截面,从工艺和焊缝成形角度出发,针对不同频率对熔池、小孔成形以及气孔抑制的影响进行讨论。结果当旋转频率为50 Hz时,纵截面内小孔最大深度为5.4 mm,横截面熔池内小孔开口直径相对较大,旋转一周后,小孔远离气泡,气泡无法逸出,形成气孔;当旋转频率为100 Hz时,纵截面内小孔深度显著降低,熔池体积明显减小,横截面内小孔最大开口直径和深度均降低,熔池尺寸也有所减小,在时间为0.097 s时,小孔上方区域出现的顺时针涡流不仅能抑制气孔,还能改善熔池的下垂以及立板焊趾处的咬边。结论随着旋转频率的增大,小孔的最大开口直径和深度均降低,还对熔池具有搅拌作用,使熔池体积变小。

Q690D多道次GMAW接头的组织和力学性能

在无预热和焊后热处理的条件下,采用熔化极气体保护焊(GMAW)和CHW-80C1实芯焊丝对20 mm厚Q690D热机械轧制钢板进行多道次焊接试验,分析该钢焊接接头的组织转变特征和冲击性能。结果表明,采用CHW-80C1焊丝可获得成型优良的焊接接头;Q690D各道次的焊缝组织相似,均由粒状贝氏体和少量的针状铁素体、先共析铁素体组成;热影响区由粒状贝氏体、针状铁素体、先共析铁素体及M-A组元组成。焊缝与细晶热影响区的冲击吸收功相对于母材的有一定幅度的下降,焊缝与细晶热影响区的断裂类型均为韧性断裂。

激光＋GMAW复合热源焊焊缝成形的数值模拟Ⅱ．组合式体积热源的作用模型

根据激光+脉冲GMAW电弧复合热源焊焊缝横断面的形状特点,从宏观的传热过程出发,提出了4类新颖的、适用的组合式体积热源的作用模式,将电弧热、熔滴热焓和激光热能分别描述为双椭圆分布、双椭球体分布和峰值热流递增一曲面旋转体分布.将适用的组合式体积热源作用模式应用于复合焊的温度场数值分析,计算出了不同工艺条件下的复合焊焊缝形状足寸,与实测结果进行了对比,两者吻合情况良好,所建立的4类组合式体积热源充分考虑了复合焊的工艺特点,对焊缝形状尺寸的数值模拟精度较高,能定量体现温度场的变化规律。

基于电弧传感的GMAW过程焊缝缺陷识别方法

CO2 气体保护焊广泛应用于自动焊及机器人焊接领域 ,其过程中焊接质量的自动监测是目前工业界亟待解决的问题。而基于电弧传感 (through the arcsensing)信息的监测研究 ,由于其特有的优势得到了越来越多的关注。本文提出一种在CO2 气体保护焊过程中对焊缝缺陷的自动监测方法。该方法基于对电弧传感信号特征的提取 ,通过采用自组织特征映射 (SOM)神经网络对信号分类 ,在焊接过程中在线识别焊缝缺陷。试验表明 ,该方法有效地实现了焊缝缺陷的识别 ,可用于焊接过程的在线监测 ,对机器人焊接生产的产品“零缺陷”质量控制具有重要应用价值。

铝合金与镀锌钢脉冲旁路耦合电弧GMAW熔钎焊搭接工艺及接头性能的研究

采用脉冲旁路耦合电弧GMAW熔钎焊方法,以ER4043焊丝为填充材料,实现了铝合金与镀锌钢异种金属的熔钎焊接,得到外观成形良好、变形小的搭接接头。通过SEM、EPMA、EDS、显微硬度计和拉伸实验机对搭接接头的微观组织及力学性能进行了研究。结果表明:在搭接接头界面中心区的铝侧形成针状或锯齿状的FeAl3金属间化合物,而在钢侧形成平齐的Fe2Al5和Fe0.7Al3Si0.3金属间化合物。显微硬度测试分析进一步证明了铝合金与镀锌钢界面中心区由硬度高的金属间化合物组成。搭接接头的平均拉剪强度达到144.85MPa,最高拉剪强度达到186.73MPa,达到了铝合金母材强度的88.5%,且断裂方式为韧性断裂。

基于DSP的GMAW-P焊数字化控制系统

针对GMAW-P焊的脉冲波形调制,采用16位定点数字信号处理器TMS320LF2407A建立了基于DSP的GMAW-P焊数字化控制系统。利用DSP内部集成的PWM产生模块,通过选择合适的工作方式实现了PWM信号的直接数字化控制,从而实现了GMAW-P焊高频逆变和低频脉冲波形调制,提高了控制系统的工作稳定性和可靠性,阐述了控制系统的软件设计。结果表明,所设计的数字化控制系统能实现良好的GMAW-P焊接工艺,焊接过程稳定,获得的焊缝质量好,成形美观,充分显示了DSP数字化控制的优点。

GMAW温度场计算及其焊接质量的特征建模

根据传热学、流体力学、物理冶金等理论,在熔化极气体保护焊(GMAW)的三维非稳态熔池的数学模型基础上建立了有限元模型,并使用通用有限元软件ANSYS对熔池温度场进行了计算.通过熔宽和熔深的测量值与ANSYS计算值进行比较,误差均控制在8%以内,表明使用ANSYS来计算GMAW温度场是可靠和可行的.结合智能诊断的基本理论,还建立了GMAW焊接质量的人工神经网络预测模型,并且采用软件MATLAB6.1对模型进行计算.结果表明,模型与实际过程符合较好,对于非线性的焊接过程,神经网络的适应性较强.