脉冲电流作用下TIG焊接熔池行为的数值模拟

建立了脉冲TIG（TungstenInertGas）焊接熔池行为的数值分析模型，分析了脉冲电流对TIG焊接熔池流场、热场及熔池形状的影响规律计算结果表明：熔地体积对电流的脉冲作用较敏感；脉冲TIG焊接熔池内流体流动的主要驱动力是表面张力梯度；熔池中的流场随电流作周期性变化.利用自行研制的计算机视觉实验系统，测试了一个脉冲周期内熔池宽度的动态变化过程，计算值与测试值基本吻合.

焊接热输入对HQ130钢焊接热影响区组织硬度的影响

MIG／MAG焊接热输入包括焊接电弧热流和熔滴带入熔他的热熔量两部分，本文以作者提出的焊接热输入分布模型为基础，建立了熔池流场和温度场的数值分析模型，采用数值模拟技术研究了焊接热输入对HQ130钢焊接热影响区（HAZ）组织和硬度的影响规律，给出了不同焊接热输入时HAZ不同部位奥氏体晶粒尺寸及组织和硬度的计算结果，实验表明，HQ130钢焊接热循环及HAZ组织。

TIG焊接熔池形状参数的视觉检测

在分析ＴＩＧ焊接电弧光谱的基础上，设计出复合滤光镜头，与普通ＣＣＤ摄像机组成视觉传感器，从试件正面观测熔地图像．焊接过程中根据电流大小通过软件调整采集图像亮度，得到了比较清晰的ＴＩＧ焊接熔化图像．利用自行开发的图像处理算法，检测出了熔池正面的形状参数．该算法处理一幅图像用时不超过 ７０ ｍｓ；满足实时检测的需要．

熔滴热焓量分布模式对熔池流场的影响

通过对熔滴过渡过程的能量和动量分析，建立了熔滴热焓量在表面变形熔池内部的分布模式，以此为基础采用数值模拟技术研究了熔滴过渡类型和表面活性元素对MIG焊接熔池流场的影响，揭示了溶液过渡类型和表面活性元素与HIG焊接熔池流场的相互影响规律。

基于视觉的脉冲 TIG 焊接熔宽模糊控制系统

利用视觉传感和计算机图象处理技术从试件正面检测焊缝熔宽信息，设计了一套脉冲ＴＩＧ焊接熔宽模糊控制系统。根据脉冲ＴＩＧ焊接电弧的弧光特性及其对视觉检测的影响，提出了一种独特的图象采集和控制方法。试验结果表明，该系统具有良好的控制效果和自适应能力。

GMAW焊接传热及其对HAZ奥氏体晶粒长大过程的影响

精确分析熔化极气体保护电弧焊 (GMAW)焊接传热过程的前提是对施加于工件表面上的焊接热输入分布模式有一个恰当的、合乎实际的描述。本文作者根据电弧物理的基本原理和熔滴与熔池的交互作用 ,建立了双峰分布的电弧热流密度分布模型 ,确定了熔滴热焓量在熔池内部的分布区域。以此为基础 ,建立了GMAW焊接传热的数学模型 ,给出了焊接热影响区奥氏体晶粒长大的动力学方程。采用数值模拟技术研究了低碳钢和HQ130钢HAZ的奥氏体晶粒长大过程 ,得到了焊接热输入对HAZ不同部位奥氏体晶粒尺寸的影响规律。试验表明 ,焊接热循环及HAZ奥氏体晶粒尺寸的计算值和实测值吻合良好。