TIG焊正面熔池图像的视觉传感

建立了一套基于视觉的ＴＩＧ焊正面熔池图像传感系统。该系统利用设计的窄带复合滤光系统,配合特殊采样时序,较好地克服了电弧光的干扰问题,利用ＣＣＤ传感器从熔池的正面采集到了清晰的熔池图像,为今后的焊接质量控制打下了良好的基础。     

焊接熔池的振荡和焊缝成形的自适应控制

昵反热和力作用下的焊接熔池总存在着振荡模式与熔池的几何形状、特别是焊接熔池的熔透与否紧密相关。而熔池振荡频率则是振荡模式和焊缝熔透量的一个特征相关量。因此,实时检测熔池荡模式和焊缝熔透量的一个特征相关量。因此,实时检测熔池振荡频率就可以获得熔池深度,即焊缝熔深的相关信息。团结怎样检测熔池振荡频率和确立频率与熔深的相关性。国外已经经历了１５年以上的研究历程,一种焊缝成形自适应控制新思路正在日趋成熟。     

天然气管道在役焊接熔池流动行为及成形研究

为解决天然气管道在役焊接安全性评价中焊缝几何形状不易控制的问题，探明工艺参数对焊缝参数的影响规律，基于Fluent软件建立了天然气管道在役焊接过程中焊缝熔滴下落、与熔池混合、焊缝温度场-流场动态演变过程的三维动态模型，分析了焊接电流、管壁散热系数对熔池温度场、流场及焊缝几何参数的影响。结果表明，随着焊接电流的增加，焊缝宽度、熔池深度逐渐增加，焊缝高度逐渐降低；与焊接电流110 A相比，焊接电流为170 A时焊缝宽度、熔池深度分别增加了4.92%和28.39%，焊缝高度降低了16.77%；而随着散热系数的增加，焊缝宽度、熔池深度逐渐减小，焊缝高度逐渐增加；与散热系数620 W/(m²·℃)相比，散热系数为2 320 W/(m²·℃)时焊缝宽度、熔池深度分别降低了3.39%和9.28%，焊缝高度则增加了5.27%；散热系数对焊缝参数的影响程度由大到小依次是熔池深度、焊缝高度、焊缝宽度。研究结果可为在役管道现场焊接应用提供理论参考。     

脉冲TIG焊熔池宽度变化过程的实验检测

建立了一套以计算机视觉焊缝正面检测为基础的脉冲ＴＩＧ焊熔池宽度变化过程的实验检测系统。提出了脉冲基值期间动态熔池图象的采集和存贮方法，设计了熔池图象处理及熔池宽度检测的计算机软件。通过２ｍｍ低碳钢板表面堆焊的工艺实验，检测了脉冲电流及焊接速度对熔池宽度变化过程的影响     

基于计算机视觉的油管螺纹非接触智能检测

针对传统接触式油管螺纹参数测量方法的缺点,开发了基于计算机视觉的油管螺纹非接触智能检测系统。在简述非接触智能检测测量原理和测量系统组成的基础上,详细介绍了利用非接触智能检测系统对油管螺纹参数进行测量的方法,其中包括图像的采集及预处理,图像的锐化,螺纹边缘轮廓的检测与提取,螺纹尺寸的测量计算与对比分析。     

岩心裂缝图像分析技术及应用

针对传统岩心裂缝参数计算方法的计算结果存在较大误差的问题,在对裂缝型储层岩心常规观察统计的基础上,利用岩心图像分析技术,通过岩心图像预处理和裂缝目标提取分析,实现了常见岩心裂缝参数的自动统计计算。在研究中引入分形几何方法,通过岩心裂缝图像软件分析自动计算裂缝分维数,进而结合储层常规孔渗参数的分析进行裂缝连通性和渗流性综合评价。对义古78井1 850.06～1 898.41m井段碳酸盐岩储层裂缝参数的分析结果表明,分维数和裂缝密度决定了裂缝的发育程度,分维数与渗透率的相关性明显好于裂缝线密度与渗透率的相关性。岩心裂缝相关参数的自动计算方便快捷、准确性高,可替代传统岩心观察、人工统计裂缝参数方法。     

输送管环焊缝附近管体缺陷分析

对某管道对接环焊缝进行X射线检测时,发现环焊缝附近管体部位存在多个密集性圆孔缺陷。为了确定这些圆孔缺陷形成的原因,对缺陷钢管进行了宏观分析、X射线检测、金相分析、扫描电镜(SEM)及能谱分析,并对这些试验结果进行了综合分析。分析结果表明,钢管环焊缝附近管体密集型圆孔是焊接过程中焊接金属熔池附近管体材料在高温下熔化后重新结晶过程中产生的气孔缺陷。建议选择强度稍低的焊接材料,并严格控制现场作业,做好焊口预热准备工作,控制好工艺参数,防止焊接熔池体积增大、熔池过热度增加而对焊缝附近母材的性能造成不良影响。     

勘探矢量图约束的遥感影像几何校正方法研究

从可形成数字化地震采集工程图的遥感影像和勘探矢量图的特点分析入手,阐述了遥感影像几何校正过程中特征点的选择原则和方法;以矢量图作为约束,采用全局和局部变换相结合的方式建立数学模型,利用最小二乘法求取变换参数,对数据做重采样处理,实现了遥感影像的图像几何校正。在此基础上,提出了一套用于地震采集工程的遥感影像几何校正处理流程。实际应用表明了该技术和流程的可行性。     

对接接头疲劳强度的概率断裂力学研究

利用边界元方法，对对接焊接接头进行了详细的参数应力分析，给出了“未开裂面”应力分布表达式：导出了对接接头应力强度因子的权函数，应用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ方法模拟材料性能、几何尺寸等方面的分散性，给出了对接接头疲劳强度的概率断裂力学研究方法。数值模拟与疲劳试验基本一致。     

等离子弧焊焊缝实时跟踪系统

研究了一种适用于不锈钢焊管等离子弧焊的低成本CCD焊接实时跟踪系统，采用的CCD摄像机以及滤光系统可以从熔池前方拍摄到清晰的熔池图像，开发的系统软件对于焊缝偏差的响应时间可以满足实时跟踪的要求。     

不锈钢GTAW焊管生产中焊缝熔透易变性及其控制对策

在国内外不锈钢自动GTAW／TIG焊接生产、特别是连续焊管生产中，同一种牌号不锈钢只因产地或炉号不同，焊缝的熔深或熔透性会有显著差异的现象已使相关的研究者困扰了30余年。本文根据熔池动力学的研究成果分析产生这种熔深易变性的原因，指出了生产中有效控制这种易变性的对策。     

大直径厚壁螺旋埋弧焊管钢带对接焊缝裂纹分析

针对输水及热力管线大直径厚壁螺旋埋弧焊管生产过程中,保留钢带对接焊缝出现的裂纹缺陷问题,结合钢带对接埋弧焊的工艺和设备特点,分析了裂纹产生的原因。分析指出,钢带对接焊缝裂纹主要是由于焊缝中低熔点夹杂物、焊缝熔池的拘束应力和热轧钢卷板材头尾部分未矫平、在合缝对焊时产生的变形应力以及剪切头尾断面存在超过70％的撕裂等现象的影响。最后提出了避免裂纹产生的措施。     

不锈钢管气体保护焊接工艺研究

为了确保不锈钢管道的焊接质量,通过分析不锈钢焊接及焊接保护气体的特点,对焊接工艺进行了设计,并对某项目规格为Φ323.9 mm×25.4 mm奥氏体不锈钢管道背面充氩焊接工艺进行了分析介绍。结果表明,采用可靠的充气工装使焊缝背面得到有效的保护（残余氧含量按不超过1%的水平）,防止焊缝背部出现氧化现象;选取合理的气体流量和压力,能确保焊缝内部成形,满足焊缝质量要求;采用合适的焊接工艺与背面保护措施,可获得满足要求的焊接接头性能。     

熔化极脉冲焊设备及其在焊管生产中的应用前景

分析了熔化极脉冲焊接技术的工艺特点,介绍了脉冲(MIG/MAG、埋弧)焊接控制器,该控制器能在不改变钢管原有焊接系统的前提下升级为脉冲焊接系统,为钢管生产搭建一个新的技术平台。同时,通过熔化极脉冲焊接工艺在生产中的实际案例,阐明了该技术在焊管领域内的发展前景。     

Q235B钢级螺旋埋弧焊管连续气孔缺陷分析

针对Q235B钢级Φ1 220 mm×16 mm螺旋埋弧焊管生产中焊缝存在连续性气孔缺陷的问题,采用SEM-EDS对气孔缺陷微观形貌及夹杂物成分进行了分析,并从原料卷板合金成分、匹配焊剂、环境因素、焊接参数等方面对缺陷形成原因进行了讨论。结果显示,焊缝气孔缺陷主要为CO气孔,生产用焊剂SJ301氧化性强、熔点高、焊渣黏度大,易使熔池中C被氧化生成CO气体,是造成焊缝产生气孔缺陷的主要原因。另外,焊剂因受潮发生粉化,吸收空气中水分,也会增大焊缝产生气孔的几率。通过优化焊剂匹配、控制焊剂添加与清空时间,此类缺陷明显减少。     

奥氏体不锈钢背面免充氩焊接工艺研究

 奥氏体不锈钢焊接过程中一直需要背面充氩保护,无法进行其他焊口的组对及焊接,并且浪费了大量氩气,增加了施工成本,降低了施工工效。为了解决这一难题,采用自保护药皮焊丝替代背面内充氩的方式进行焊缝背面保护,以022Cr17Ni12Mo2奥氏体不锈钢为例介绍了背面免充氩焊接工艺,通过对焊接接头进行外观检测、无损检测、力学性能试验及晶间腐蚀试验,结果均能满足要求,验证了焊接工艺的可靠性。采用奥氏体不锈钢背面免充氩工艺施工可提高焊缝的焊接质量,提升施工工效,节约施工成本。     

熔化极气体保护焊熔滴过渡过程控制的精确化趋势

介绍了熔化极气体保护焊溶滴过渡的多种方式及其控制的方法，指出在射流过渡临界电流以下，无论是规范较小的常用的ＣＯ２短路过渡焊，还是规范较大的脉冲ＭＩＧ焊一脉一滴过渡均出现了精确控制的趋势，使熔滴过渡过程更加均匀稳定，改善了焊缝成形，提高了焊接质量。     

管道全位置激光-电弧复合焊接成形有限元研究

针对管道焊接问题,对全位置激光-电弧焊接成形规律进行研究。通过创建空间位置焊接熔池成形方程组,采用ANSYS有限元软件模拟管道全位置焊接过程中的温度分布及熔池流动,根据多场耦合法,对管道全位置焊接过程进行模拟计算。结果表明,创建的管道全位置焊接熔池成形方程组,可应用于熔池受力和熔体金属运动过程,建立的全位置焊接 ANSYS有限元模型,实现了对焊接过程的温度场和流场的耦合分析;使用多场耦合,能够得到不同阶段熔池温度场与流场的分布,能够为管道焊接提供技术支撑。