电子束流焦点和测量方法进展及分类

回顾了焦点定义和测量方法,首次明确将电子束流焦点状态与焊接过程建立直接联系,揭示了具有焊接特征焦点与测量方法的内在关系,并根据束流与金属是否产生作用和作用的程度,将焦点分类成静态焦点、准动态焦点和动态焦点。指出静态焦点是轨迹形状焦点,AB法实质就是斜面-熔宽极值焦点测量法,认识了焦点测量方法本身定义的焦点与静态焦点的本质区别,使得在电子束焊接工程中焦点概念应用更清晰,焦点参数使用更方便,并且为进一步开发新的焦点测量方法提供了理论指导。     

变焦-临界穿透束流极值法测量电子束流动态焦点——一种焦点测量方法介绍

通过试验研究发现了电子束焊接过程中工件传导电流的传导比均值与输入束流的函数规律，函数的极大值是电子束焊接动态过程工件被穿透的临界状态转变点。利用电子束焊接过程的临界穿透束流特性，讨论了电子束受金属蒸气影响后的焦点状态与漂移空间传输的电子束焦点状态存在不同特性，提出了一种测量电子束焊接过程动态焦点的方法，变焦-临界穿透束流极值焦点测量法。     

斜面-熔池极值法测量电子束流准动态焦点

分析了利用电子束流与金属相互作用效应产生的熔池极值效应测量电子束流焦点的方法,总结了测量电子束流焦点的要素,讨论了利用电子束流焊接效应测量得到的焦点与电子束流的轨迹形状焦点的区别,提出了电子束动态焦点的概念,并且将束流焦点分类为静态焦点、准动态焦点和动态焦点。基于以上理论分析,进一步采用类AB法测量了电子束焊机的准动态焦点,讨论并分析了上坡焊和下坡焊方法对所测焦点的影响。     

电阻点焊中电极位移三段距离测量方法及试验验证

针对电阻点焊中传统的上电极运动测量方法和长臂工装测量方法中,因焊接过程中焊接热膨胀力引起的焊钳变形带来电极位移测量误差,提出了采用梯形关系和三段距离的电极位移测量方法,并对比分析了这两种测量方法的累计计算误差;然后针对误差较小的三段距离测量方法,通过设计倒F形工装,采用激光位移传感器和基于LabVIEW编程的嵌入式工控机数据采集系统等组成的电极位移试验监测和验证系统,用工艺试验进行验证.结果表明,三段距离测量方法具有准确性和可行性,由动态电极力引起的C形焊钳下电极的变形位移是不可忽略的电极位移值的组成部分.     

LY12铝合金摩擦焊接过程的电场效应

定量研究了外加强电场对LY12铝合金摩擦焊接头热影响区（HFZ）中动态再结晶区宽度与晶粒尺寸的影响，并初步探讨了其影响机制。实验结果表明，外加强电场使动态再结晶区晶粒细化、等轴性提高，超细等轴晶区亦加宽。此外，采用较高焊接压力时，电场的引入使焊接接头的动态再结晶区宽度增大10％－30％；采用中等摩擦压力施焊时，电场的作用不但使焊接接头动态再结晶区宽度明显增加，而且还影响其沿径向的分布形态，使近轴心线处的动态再结晶区宽度趋于均匀，可以推断，外加强电场可使摩擦焊接头更易发生动态再结晶，而且强电场使焊合区组织的细化与均匀化，有利于提高焊接接头性能。     

熔池自由表面形貌测量的研究现状及展望

熔池自由表面形貌承载着与焊接质量相关的很多信息,其动态变化反映焊接过程的稳定性、焊接熔透状态等。测量熔池自由表面形貌对研究焊接热物理过程,建立复杂焊接过程数学模型,实现熔透控制及发展智能化焊接具有十分重要的理论意义和实用价值。但因熔池自由表面的动态快速变化,类镜面反射以及强弧光干扰使基于视觉传感测量获得的熔池自由表面形貌误差较大,因此详细阐述了国内外熔池自由表面形貌的二维和三维测量方法原理,深入分析各种测量方法的优缺点,展望熔池自由表面测量发展方向,进一步指出熔池自由表面测量的可视化为研究熔池动态行为提供了一种新途径。     

工艺因素对钛合金激光焊接不稳定性的影响

提出钛合金激光焊接不稳定性的本质及特征,通过试验进一步分析了焦点位置、激光功率和焊接速度对钛合金激光焊接稳定性的影响。     

基于KF-GPR的熔池关键特征建模方法

针对自动焊接智能化程度相对较低的问题，提出一种基于在线视觉反馈的卡尔曼滤波-高斯过程回归(kalman filter gaussian process regression, KF-GPR)的建模方法，分析了建模方法的理论可行性，建立了熔池关键动态特征与焊接参数的最优预测模型. 相比于传统统计方法，KF-GRP可以更准确的估计动态焊接过程的分布形式与参数，具有高度的鲁棒性和容错性，并能得到更加合理的模型. 设计了304不锈钢不填丝TIG焊试验，利用试验取得的8 423组试验数据进行建模并验证. 结果表明，KF-GPR能有效地抑制信号噪声，对熔池特征进行快速、高精度建模，为后续焊接动态控制奠定基础.     

基于小波分析仪的CO2焊机波形分析

对焊接过程中的电信号进行小波滤波处理后，可以在消去信号中噪声的同时．保持电信号的特征形状不失真。采用自行研制的焊接电弧动态小波分析仪。对2台IGBT逆变焊接电源的焊接过程进行了测试分析．为焊接电源检测和工艺评判提供了一个有效的途径。对比分析结果表明：提高电压恢复率、各理增加短路过渡电流上升率和短路峰值电流，能够有效提高焊接电源的动态性能，改善焊接工艺质量。     

激光焊接中激光聚焦技术的研究

激光焊接中，激光聚焦特性的好坏是影响焊接质量的关键因素。本文首先对透射聚焦和反射聚焦进行了概述，然后对一些新的聚焦技术如多焦点技术、旋转焦点技术等进行了介绍，并分析了多焦点技术对激光焊接速度和焊缝质量的影响，证明多焦点技术的优越性。     

电子束变焦——临界温度极值焦点测量法

针对电子束焦点难以直接测量的问题,提出一种利用电子束流与金属粉末相互作用产生的熔池温度极值效应测量电子束流焦点的方法.文中分析讨论了电子束流焦点位置的影响因素,通过试验研究了电子束加热过程中粉末熔池温度与聚焦电流的函数规律,发现温度—聚焦电流关系函数的极大值即为聚焦电子束能量密度分布状态的临界转变点.基于扫描电子束粉末烧结过程的这种临界温度特性,提出了一种测量电子束加工过程动态焦点的方法,即变焦-临界温度极值检测的焦点测量法.结果表明,这种方法可以实现电子束焦点位置的快速、高效地检测与定位控制.     

电阻点焊中电极位移的测量方法分析

简述了电阻点焊中传统的电极位移测量方法,包括直接测量方法、上电极运动测量方法和长臂工装测量方法.通过有限元方法分析了焊钳在设定电极力和动态电极力作用下的变形,并分析了该变形对上电极运动测量方法和长臂工装测量方法的影响.结果表明,因动态电极力的影响,使焊钳发生变形以及下电极发生相对较大垂直位移和偏转角,从而使上电极运动测量方法和长臂工装测量方法均无法准确测量电极位移值.最后提出了梯形关系的电极位移测量方法.     

铝合金点焊的多场耦合建模与动态过程数值模拟(英文)

基于铝合金点焊的热、机、电及相变原理,建立热电力耦合场的轴对称有限元数值仿真模型,实现对焊接区温度场、电场、应力应变的动态模拟。发现了焊接电流变化激发的铝合金动态电阻"瞬态逆向虚变效应",揭示了过程热电耦合瞬态与稳态差异性作用机理,阐释了焊接电流增加而瞬态电阻骤降的反常现象。基于铝合金点焊稳态仿真与实验结果修正了动态电阻数值计算模型。AA5182的计算与实验结果表明,考虑动态电阻"瞬态逆向虚变效应"的动态仿真模型能够精确描述焊接电流调整过程中的电参数动态变化和铝合金焊点熔核的生长过程。     

铝合金点焊焊点超声回波信号特征与熔核直径测量方法

对铝合金点焊焊点进行了超声检测,分析了焊点各区域的超声回波信号特征,并用MATLAB设计了点焊焊点熔核直径的计算程序.该程序可通过两种方法来计算焊点熔核直径,一种是对超声A扫描信号处理,另一种是对B扫描图像进行处理.最后,将计算所得的焊点熔核直径值和熔核直径实测值对比.结果表明,采用超声回波信号法测量焊点熔核直径是可行...     

低碳钢多层板点焊动态过程测试与分析

在电阻点焊生产过程中,时常会遇到不同层数的搭接点焊接头.由于多层板接头在实际点焊过程的焊材厚度发生了明显的变化,使得焊机二次回路中的阻抗大幅度波动.因而焊接热量也必然产生显著波动.若不能及时有效地实时调节焊接热量,熔核质量无法保证.通过对焊接热过程的动态测试与分析,探讨了3种不同机制监控方法对低碳钢多层数点焊的适应性,为生产企业选择准确的监控模式和进行有效的质量控制提供了科学依据.     

点焊电极工作状态在线监测

对连续点焊过程中电极两端电流、电压和动态电阻进行跟踪测试,并对点焊电极不同工作状态下跟踪测试结果进行对比分析,确定出在线监测点焊电极工作状态的最佳方法。     

铝合金搅拌摩擦点焊的研究现状与发展

介绍了国内外搅拌摩擦点焊最新的焊接方法,以及各种方法的原理及优缺点.国内外研究表明,搅拌摩擦点焊可以很好地焊接铝合金,其接头性能优于电阻点焊.搅拌摩擦点焊的方法有很多,各有优缺点,需要根据具体的情况进行选用.搅拌摩擦点焊的工艺参数对性能影响较大,每个参数都有最佳范嗣,需要综合进行考虑.并对搅拌摩擦点焊的发展趋势进行了分析.