电解萃取法测定Fe-Ni合金中非金属夹杂物

采用电解萃取方法,测定Fe-Ni合金的阳极极化曲线,并依此确定了电流密度、阳极电位等参数,将Fe-Ni合金中的非金属夹杂物从基体中分离并提取出来。结果表明,选择合适的电解液、电流密度等参数进行电解萃取,可以较准确地对Fe-Ni合金中的非金属夹杂物进行分析。

Al、Cu含量对Zn-Al-Cu-Mg合金性能的影响

如何使铝铜含量良好匹配,是开发新型高性能Zn-Al-Cu-Mg模具合金的关键。研究了Al、Cu含量对Zn-Al-Cu-Mg模具合金力学性能和铸造流动性的影响。结果表明,铝含量从3%增加到14%,铜含量从3%增加到9%,合金力学性能明显增加,但铸造流动性下降。综合考虑各种因素,得出新型模具锌合金的建议成分w为:9%～11%Al,7%～9%Cu,0.04%～0.05%Mg。

铝合金5A02不等厚板的CO_2激光填粉拼焊

在填加粉末的条件下,采用CO2激光器焊接铝合金5A02不等厚板,研究焊接参数对焊缝成形的影响;利用金相显微镜、扫描电镜、拉伸试验机分别研究了激光拼焊板焊接接头的力学性能、断口形貌及微观组织特点。结果表明,填加粉末可使5A02不等厚薄板的激光焊接过程的稳定性显著提高,在比较宽的参数范围内,可以得到成形良好的焊缝;拼焊板的横向拉伸试样均断裂于薄板热影响区,拉伸性能与母材中变形能力较好的板料所占比例有关,该比例越大则拼焊板具有较大的延伸率,变形能力越强;拼焊板的焊缝组织极为细小,在熔合线附近开始向焊缝中心生长的是树枝状晶,在焊缝中心是等轴晶。

基于双目立体视觉埋弧焊焊缝成形的表征

提出了一种基于双目立体视觉实现焊缝成形评判的新方法.首先,采用搭建的双目立体视觉系统获取了焊缝表面成形的图像信息,并对获得的图像进行了灰度均衡、高斯滤波等预处理.其次,采用动态阈值分割算法,以及膨胀、腐蚀等形态学处理方法精确提取了焊缝成形边缘轮廓,探索了焊缝的长度、宽度、高度等立体成形参数的图像信息表征方法.结果表明,获取的焊缝宽度标准方差sW、余高标准方差sH、过渡角αL及αR等参数可作为焊缝成形评判的量化指标.

电阻点焊接头外观缺陷的诊断模型

电阻点焊过程中的喷溅、电极头粘损等现象,是导致其接头外观质量不合格的主要因素.以获取的点焊接头表面数字图像为信息源,通过对发生喷溅和粘损情况下的图像分析,提取了焊点图像的周长L,面积S0,伸长率A和致密度C等作为反映图像特征的参量.研究了这4个参量随焊接工艺参数变化的规律,选取了L,S0及A作为判识其外观缺陷的特征参量,建立了基于支持向量机(SVM,support vector machine)的外观缺陷评判模型.结果表明,该评判模型可实现对发生了外喷溅、粘损的接头外观缺陷的判识,其准确率可达96.67%.

双丝旁路耦合电弧高效MIG焊方法及控制系统

提出了新型双丝旁路耦合电弧MIG高效焊接方法,理论分析证明其有利于高效焊接过程,但焊接试验表明该方法在开环情况下焊接过程极不稳定,焊缝成形差.分析了双丝旁路耦合电弧开环不稳定的原因,提出了双丝旁路耦合电弧MIG焊闭环控制方法,采用基于xPC实时目标机技术建立了双丝旁路耦合电弧控制硬件系统,运用Mat-lab/Simulink工具开发了其控制系统的快速原型.结果表明,模糊控制器的控制效果可以满足稳定焊接的要求.在此基础上进行了高效焊接试验,与传统MIG焊方法相比可大幅提高焊接效率.

基于数码图片特征的产品建模和快速制造

介绍了一种在PRO/E环境下根据数码图片的特征进行创新产品建模的简单有效方法,利用SLA快速成型工艺实现了产品原型的快速制造,结合硅橡胶模具和真空注型工艺实现了聚氨酯产品的小批量快速制造。该工艺为工业产品和艺术品提供了一种创新设计方法和灵活快速的制造模式。

双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊“弧长—电流”双路闭环控制

针对新型双丝旁路耦合电弧高效熔化极气体保护焊过程极不稳定、焊缝成形差的问题,模拟分析了焊接参数之间的影响规律,提出了通过旁路送丝速度控制旁路弧长、通过旁路电流控制母材电流的"弧长—电流"双路闭环控制方案并进行了控制模拟分析与预测.在此基础上,采用快速原型试验系统,利用Matlab/Simulink,进行了"弧长—电流"双路闭环控制焊接试验并与模拟结果进行了对比、验证与分析.结果表明,采用"弧长—电流"双路闭环控制方案,可以在有效地解决焊接过程稳定性问题的同时保证流经母材电流的稳定,并得到了成形良好的焊缝.

一种冷丝填充速度的GABP优化算法

冷丝填充埋弧焊过程中,冷丝填充量是决定焊缝组织和性能的主要参数.通过大量的工艺试验研究了冷丝填充量对微观组织和力学性能的影响,利用焊接电弧热平衡规律建立了冷丝填充过程热量动态分配平衡方程,推导出了计算冷丝填充速度的关系式.采用人工神经网络实现了焊接电流、电弧电压、焊接速度与冷丝填充速度的非线性映射关系.结果表明,基于遗传算法的BP神经网络(BP neural network based on genet-ic algorithm,GABP)优化算法实现了冷丝填充埋弧焊过程的自适应控制,实际焊接冷丝填充速度与期望值之间的线性相关度达到0.991 88,表明该算法可以满足冷丝填充埋弧焊工艺及性能要求.

Mg-TiO_2/Al-TiO_2体系自蔓延高温合成反应热力学分析

计算Mg-TiO2和Al-TiO2体系自蔓延高温合成反应的吉布斯自由能、绝热温度、Ti的熔化率、Mg的汽化量。结果表明,Mg-TiO2/Al-TiO2体系很容易发生自蔓延高温合成反应,并且体系中存在生成多种Ti的低价氧化物的反应。Mg-TiO2体系的绝热温度随着Mg含量的增大而呈降低趋势,当Mg过量小于0.5mol时,体系的绝热温度在1800K以上。Al-TiO2体系的绝热温度也随着Al含量的增大而呈降低趋势,但随着预热温度的升高而升高。Mg-TiO2和Al-TiO2绝热温度曲线上出现的平台是由于Ti的熔化吸热所致。在反应过程中,由于Mg大量汽化,所以要使反应进行完全,配料时应适当地增加Mg的含量。

焊点质量监测与管理系统的设计

针对轿车焊装总成过程柔性化需求,提出对每一个焊点质量进行监测的全新质量保证模式。根据电阻点焊生产过程特点,构建了轿车车身总成工艺焊点的质量监测与管理系统。采用软件工程方法进行系统需求分析、系统模型运行机制分析、结构功能和数据库设计;采用VB 6.0面向对象编程语言进行信息监测、质量评判、报表生成、信息管理等模块的设计。实际测试表明,该系统可实现每一焊点的质量信息实时监测、故障诊断、质量评判和报表管理等功能,操作简单、方便,是一种低成本的质量监控方法。

冷丝填充对焊接接头微观组织和性能的影响

采用Q245R板埋弧焊对接试验,研究了冷丝填充位置、冷丝填充量等工艺参数对焊接接头微观组织及力学性能的影响。结果表明:冷丝填充参与了熔池热力学行为,从而减小了熔池热对母材过热的损害;合理的冷丝填充量是保证工艺实现及获得满意组织和性能的关键。

适于1Cr13NiMoVNb型带极高速堆焊用烧结焊剂的研制

按实际生产的要求,研制一种适合于1Cr13NiMoVNb型带极高速堆焊用的烧结焊剂。经过多次实验,利用正交实验法对数据进行分析,得出了烧结焊剂在要求的焊接工艺规范下各个成分的最佳配合比,用此种焊剂堆焊后焊道的脱渣性好、焊道表面平整光滑,堆焊层中各主要组成元素的百分含量满足要求。最后,对烧结焊剂在焊接过程中的电弧稳定性,焊后的脱渣难易程度、焊道成型情况以及焊道表面的抗氧化性等焊接工艺性进行综合分析,给出了各个组分对焊接综合工艺性的影响趋势。

基于电极位移信号的点焊过程故障诊断

电阻点焊过程易受多种故障因素的影响,针对生产过程中经常出现的电极轴向错位、工件表面未处理、工件翘曲和工件导电不良四种故障状态,通过对实时采集的电极位移信号波形的时域分析,提取了五个能表征故障状态的特征参量,建立了基于模糊相似优先比案例推理的点焊过程诊断模型。实验验证表明,基于信号特征提取表征点焊过程故障状态的方法是可行的,该模型的诊断准确率可达95%。

基于DSP控制方波交流TIG焊电流波形实现

针对铝、镁及其合金焊接时正半波的熔化和负半波阴极清理的要求,本文研制了以DSP为核心的数字化控制IGBT逆变式方波交流TIG焊电源。主电路采用双级结构,前级为IGBT全桥逆变形式,经降压、整流,再经后级2组IGBT轮流导通和关断,即可实现频率和正负半波导通比灵活调节的方波交流TIG焊电流波形。两级IGBT的驱动信号由DSP按控制要求产生的PWM信号经分频、驱动模块电路而获得。为使电源系统可靠工作,对软启动电路、IGBT保护电路、软、硬件抗干扰方案等进行了设计。

固溶时间对金属型铸造和粉末触变成形6061铝合金组织的影响

采用扫描电镜、光学显微镜、X射线衍射仪等研究了在535℃下不同固溶时间对金属型铸造和粉末触变成形6061铝合金组织的影响。结果表明,粉末触变成形6061铝合金在535℃固溶处理3h后,共晶相充分固溶到α-Al基体内部,初生相颗粒与二次凝固区的颗粒通过合并长大。而金属型铸造6061铝合金经过6h固溶处理后,共晶相固溶完毕,与粉末触变成形相比,金属型铸造的固溶进程较慢。

电阻点焊接头熔核面积的预测

以电阻点焊接头表面的数字图像作为信息源,探索了一种新的点焊接头质量无损检测方法。首先通过图像特征分析,将焊点表面图像划分为三个特征区域,提取三个同心圆的面积作为表征接头熔核面积的特征参量。其次,以提取的特征值作为输入向量,以接头横截面处的熔核面积作为评判标准,建立点焊接头熔核面积的SVM(支持向量机)等级分类模型。实验结果表明,该模型可以有效地对熔核面积进行预测分类,实现了对电阻点焊接头质量的无损评判,经验证其准确率可达96.667%。

超窄间隙TIG焊枪的建模与仿真

针对超窄间隙TIG焊的焊接工艺要求,提出了一种基于实体建模和数值模拟仿真相结合的焊枪优化设计方法。首先,根据气体在管道中的流动特性,建立了适用于超窄间隙TIG焊的STN和HTN型枪嘴的理论模型和实体模型,并进行了数值仿真分析;然后采用自行研制的铜丝网气保护试验装置测定了这两种枪嘴在不同的气体流量范围下的实际气体保护效果。经试验测定结果与模拟仿真结果对比分析表明,所研制的STN型枪嘴可满足超窄间隙TIG焊气体保护效果的工艺要求。基于数值模拟优化设计的方法,既可降低其开发成本,又可缩短研发周期。

电阻点焊加压机构的动力学模型及仿真

通过对电阻点焊加压机构的受力分析,建立了点焊过程的动力学方程,并应用Matlab软件的Simulink工具箱进行了仿真分析。仿真结果与实测的电极位移曲线对比分析表明,建立的动力学方程和仿真模型可以表征点焊加压过程,这种方法为电阻点焊机的设计和点焊热—机联合作用过程的理论分析提供了一种新思路。

热轧态410S不锈钢的再结晶动力学

以系列温度-时间组合的退火试验考察了具有部分马氏体的410S铁素体不锈钢热轧态板材的再结晶与组织转变,并且用Larson-Miller(P=T(C+lgt))参数描述其再结晶过程,研究了其再结晶动力学。结果表明:410S不锈钢的再结晶退火与Larson-Miller参数之间存在良好的对应关系,确定了常数C值为19.5,随着P值的增加再结晶程度加大;构建了热轧态410S不锈钢退火-组织转变图,确定了热轧态410S的最佳再结晶工艺(780～800℃,30～50h);410S不锈钢的再结晶过程为Cr的原子扩散所控制,其再结晶激活能为278.5kJ/mol。