钨极惰性气体保护焊熔池三维自由表面特征参数的激光视觉测量

摘要： 针对现有的钨极惰性气体保护焊熔池三维自由表面测量方法难以应用于强弧光、高温辐射、液态金属表面镜面反射等问题,提出一种激光视觉测量法. 利用小功率点或线阵模式结构激光照射覆盖整个熔池表面,采用高速摄像机实时采集经熔池液态金属表面反射畸变的激光图像.设计图像处理算法提取成像激光点位置坐标,建立与投射激光点位置坐标的空间转换数学模型,离线获得熔池三维自由表面的几何特征参数值,对比实测凝固熔池表面对应参数值发现,所提取的几何特征参数值与实测值吻合较好,熔宽、长度和凸度误差分别为0.8%、0.6%和4.7%,证明激光视觉法能够实现熔池自由表面三维信息的动态测量,为采用几何特征参数调整熔池自由表面形貌变化控制焊缝成形及缺陷提供一种新方法.     

基于链码的Stellite12钴基合金金相组织定量分析

针对Stellite12钴基合金金相组织的定量分析问题,提出一种适用于金相组织中不同相的提取与统计算法.以扫描电子显微镜获得的金相组织图像为信息源,通过图像增强、最大类间方差法及canny边缘检测算法对Stellite12钴基合金金相进行处理,分离出WC相、Cr_7C_3相和Co基体,并利用链码跟踪及三角形面积统计算法对目标相标定统计并分析.结果表明:最大类间方差法可以实现WC相、Cr_7C_3相和Co基体的分离,利用链码跟踪及三角形面积统计算法能够快速完成不同相的个数统计与面积计算.     

铁掺杂TiO2纳米管阵列的制备及可见光光催化性能

以硝酸铁为铁源,采用阳极氧化法一步合成Fe3+掺杂的TiO2纳米管阵列.用扫描电镜(SEM)、X-射线能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-VIS)等测试方法对催化剂进行表征,并通过可见光光催化降解甲基橙溶液,测定其光催化活性.结果表明:高度致密,规整有序的纳米管阵列垂直生长在钛基底表...     

脉冲旁路耦合电弧GMAW焊接过程的稳定性控制

脉冲旁路耦合电弧GMAW(Pulsed DE-GMAW)是一种低热输入的新型焊接方法,可以应用于铝钢异种金属的焊接.针对其在开环条件下耦合电弧抗干扰能力较弱、焊接过程不稳定、焊缝成形较差等影响焊接质量的关键问题,提出通过调节主路弧长控制耦合电弧稳定性的方案,并利用Matlab/Simulink软件和xPC-target快速原型控制平台,进行耦合电弧弧长稳定性控制实验.结果表明:通过控制主路弧长可以有效解决Pulsed DE-GMAW焊接过程中耦合电弧稳定性问题,保证Pulsed DE-GMAW焊接质量,获得成形良好的焊缝形貌.     

基于不锈钢阳极的TIG电弧压力特性

以不锈钢作阳极,采用静态小孔法测量TIG电弧压力.结合电弧阳极电流密度分布、伏安特性和弧长电压特性曲线分析不锈钢TIG焊的电弧压力特性.与水冷铜作阳极时的电弧压力对比,结果表明:在相同条件下不锈钢作阳极时电弧压力的分布服从高斯分布,分布半宽值较大,电弧压力峰值较低并随着电弧电流的增大、弧长的减小而增大;2种阳极条件下电弧压力峰值的差值随电流增大而增大,随弧长增大无明显变化.     

影响焊条熔滴过渡力学因素的研究

本文通过测定试验焊条的电弧力、熔滴表面张力和过渡熔滴的统计尺寸及重量,借助双画面电声象同步激光高速摄影和X光高速摄影观察了熔滴过渡形态,测量了熔滴振荡参数。在这些实验结果基础上,从力学角度对影响焊条熔滴自由过渡的主要因素作了数量方面的和综合性的研究。     

外加轴向磁场对短路过渡的影响

为提高短路过渡频率、减少焊接飞溅,分别通过施加直流与交变轴向磁场,研究了轴向磁场对短路过渡的影响规律,分析了高速摄像、电流电压信号以及熔滴在磁场作用下的短路过渡受力情况.结果表明:当直流磁场励磁电流为4 A时,短路过渡频率达到最大值;当交流磁场励磁电流为9 A、磁场频率为100 Hz时,短路过渡频率达到最大值,这与电流-电压波形波动频率基本一致,并且施加适当的磁场能够有效促进液桥缩颈并断开,提高短路过渡频率、减少飞溅.     

GTA电弧温度场流场数值计算

针对自由燃烧的电弧建立了二维稳态的轴对称模型,研究了电弧的传热和流体流动,计算了电弧温度场和速度场的分布等重要的物理数据.有助于理解焊接电弧的物理特性和指导实际应用.方程的求解采用的是以SAMPLE算法为基础编写的通用热流计算软件PHOENICS.计算的条件为电弧电流200A,弧长10mm,氩气作保护气体.计算得到的电弧温度场与文献测量结果吻合良好.压力场、流体速度和电势的计算结果与文献计算结果相一致.     

旁路耦合微束等离子铝合金薄板焊接工艺

采用ER4047铝丝在5A06铝板表面进行平板堆焊实验,对旁路耦合微束等离子薄板焊接工艺进行研究,研究了焊接电流、旁路电流、送丝速度对焊缝的影响规律,并与传统微束等离子焊接工艺进行比较.研究发现:随着旁路电流的增加,焊丝的熔化速度不断增加,且在相同焊接参数下,相比传统微束等离子焊接方法,旁路耦合微束等离子焊丝的熔化速度更快;采用旁路微束等离子焊接方法可以精确分配母材与焊丝的热输入,得到形貌良好的焊缝.且旁路电流能够有效地增加焊丝的熔化速度,减少母材的热输入,相比传统微束等离子薄板焊接工艺,能够大大提高生产效率,提高焊缝质量.     

用遗传算法的阈值选取法检测铝合金MIG焊熔池边缘

针对铝合金MIG焊熔池边缘提取问题,建立视觉传感和采集的实验系统,提出基于最大类间方差阀值的遗传算法来提取铝合金MIG焊熔池边缘.介绍系统与算法的结构,同时与基于Sobel算子、Canny算子的熔池边缘提取结果进行对比.结果表明,遗传算法阀值图像分割在熔池图像边缘提取是可行的,通过该算法提取的铝合金MIG焊接熔池边缘清晰,可以有效地克服熔池图像信号中的噪声及阴极雾化区的影响,该方法提供了一种新的焊接熔池边缘实时检测与控制的方法.