气体保护焊烟尘发尘量的测量与成分分析

为了测量与分析气体保护焊焊接烟尘发尘量,根据JIS标准,设计了焊接烟尘采集装置,并对实心焊丝的熔化极气体保护焊和药芯焊丝的CO2焊的烟尘发尘量进行测量试验,分析了工艺方法与焊接参数对焊接烟尘发尘量的影响。采用Philips X30型环境扫描电子显微镜分析焊接烟尘化学成分。试验表明,在不同焊接方法和熔滴过渡方式下的烟尘发尘量和成分具有不同的特点。     

国内外焊接技术发展的新动向（上）

近10年来在世界范围内,焊接技术的发展日新月异,焊接新方法、新设备、新材料和新工艺层出不穷。焊接技术不仅广泛应用于造船、锅炉、压力容器、管道、重型机械、冶金设备、汽车、铁路车辆、桥梁和金属结构等传统制造工业部门,而且迅速扩大应用于大型建筑结构、食品加工机械、医疗机具、轻工机械、家用电器、半导体和微电子器件等新兴加工行业。当前,焊接技术的发展水平作     

焊接过程控制电弧传感方法的研究

根据熔化极体气保护电弧焊的电弧自身特性提出了一种电弧传感方法。它可以检测坡口或焊接接头的断面形状,进而能测量接头中心位置,从而实现了电弧传感式的焊缝跟踪控制。由于采用电弧传感,因而此方法简洁,设备简单,成本低且工作可靠,对于推广应用极为有意义。由计算机控制焊枪摆动,可实现可编程的多种摆动模式的控制。研究中还推导出电弧传感方法的数学模型,它提示了电弧传感的基本原理,也为采用此方法的控制算法的研究与应用提供了理论依据。     

设备发尘现象分析及改善

设备长时间运转会导致零部件之间发生不同程度的摩擦,进而产生一些粉尘污染环境,影响设备正常运行。因此针对某设备的发尘现象,分析设备存在的问题,通过分析论证设计,更改了轴的设计,以提高装配精度,解决设备的发尘问题。     

脉冲熔化极气体保护焊焊接电源—电弧系统建模与仿真

因脉冲熔化极气体保护焊(Pulse gas metal arc welding,GMAW-P)焊接电弧负载非线性与时变性的特点,GMAW-P焊接电源-电弧系统的研究、设计及其控制参数的选定有其固有的难点。采用基于Matlab/Simulink扩展工具S函数模块设计技术,建立GMAW-P焊接电源-电弧系统动态仿真模型。基于所建立的仿真模型,在完成对控制器参数优化设计的同时,实现对GMAW-P电源-电弧系统的抗弧长干扰仿真研究。试验证明,仿真计算结果和试验结果具有较好的一致性,验证了所建仿真模型的正确性、控制系统调节器优化参数的适应性及电源控制系统的动态性能,为GMAW-P焊接电源-电弧系统仿真建模研究及控制器参数的优化设计提供了新的途径。     

GMAW焊接过程监测Kohonen神经网络系统

实时测量熔化极气体保护焊（ＧＭＡＷ）焊接过程中的电参数，研制自组织特征映射神经网络（Ｋｏｈｏｎｅｎ神经网络），直接依据不同焊接工艺条件下焊接电压的概率密度分布曲线（ＰＤＤ）以及短路过渡时间的频数分布曲线（ＣＦＤ），自动识别出焊接过程中的各种干扰信号。     

熔化极气体保护焊焊接过程的分析

以流体动力学、电磁理论及VOF法(Volume of Fluid Method)为基础建立了熔滴过渡的动态模拟模型,模型中考虑电磁收缩力、表面张力、等离子流力的影响。利用建立的模型模拟了熔滴的形成、长大及脱离过程,计算了电流对过渡熔滴尺寸及频率的影响,计算结果与实验结果吻合较好。计算了不同阶段的熔滴中的流场,并利用计算的流场分析了熔滴的脱离机制。     

混合气体在熔化极气体保护焊中的实践分析

随着科学技术的发展,焊接技术在不断地进行改革。熔化极气体保护焊是实际的焊接生产中应用比较广泛的—种焊接方法,近些年来混合气体逐渐的应用于熔化极气体保护焊的方法之中。不同的混合气体成分以及不同混合气体的配比对于熔化极保护焊的工艺性能以及焊接的效果质量的影响也有所不同。本文阐述了混合气体在熔化极保护焊中的现状以及不同的混合气体的组成配比在熔化极气体保护焊中的效果。     

GMAW焊接熔滴过渡模型的研究进展

对实芯焊丝GMAW焊接熔滴过渡数值模型的研究进展进行综述,认为主要熔滴过渡模拟理论为SFBT、PIT和VOF理论。通过对SFBT、PIT、VOF三种理论的比较,认为VOF理论在处理复杂的自由边界形态时比其他方法更适合和更有效,与实验结果更吻合。为提高理论计算与实验结果的一致性,指出VOF理论还需考虑金属蒸发产生的蒸气压力等因素的影响。     

加氢反应器凸台横焊堆焊工艺的改进

加氢反应器是重要炼油工艺装备,其内壁堆焊奥氏体不锈钢层起耐蚀作用,其中起支撑作用的凸台也堆焊不锈钢。传统凸台堆焊一般采用焊条电弧焊,在焊接过程中需要根据焊接位置对工件进行翻转调整,并且在焊接过程中需频繁地更换焊条,从而使不锈钢堆焊的效率大幅度降低。本次试验对凸台堆焊工艺进行改进,采用熔化极气体保护焊在横焊位置堆焊,有效地提高了堆焊效率,可以应用到实际堆焊生产中。     

非熔化极气体保护焊接熔池表面形貌三维传感及其装置设计

熔池表面形貌的传感及其三维恢复在焊接机理研究和成形控制中均有着深远的意义,然而焊接过程中强弧光的干扰和熔池表面的镜面特性使得熔池表面的三维传感非常困难。利用小功率结构光条纹激光器投射激光条纹于非熔化极气体保护焊(Gas tungsten arc welding, GTAW)熔池表面,由成像屏接收熔池表面镜面反射过来的激光条纹,利用镜头前附加了与激光器波长匹配的窄带滤光片的电荷耦合器件(Charge-coupled device, CCD)摄像机观察成像屏上的条纹变化,从而获得熔池表面的高度等三维信息。为了便于研究传感规律及确定传感器结构参数间的最佳组合,设计了一套传感装置,并利用该传感装置在强弧光下获得了清晰的能够反映GTAW熔池表面形貌的激光反射条纹图像。     

熔化极气体保护焊熔滴过渡光谱信号模式识别系统的研究

为实现熔化极气体保护焊熔滴过渡类型的自动识别,开发了熔滴过渡光谱信号模式识别系统,利用此系统,获得了大量各种熔滴过渡类型的光谱信号。以此为样本,根据模式识别的原理和方法,在Windows环境下,以Visual Basic为开发语言,设计了熔滴过渡光谱信号模式识别软件,成功地对各种熔滴过渡类型进行了自动识别。     

滚珠丝杠的发尘特性研究

针对如何高效维持无尘室洁净度等级方面的问题,对设备中滚珠丝杠副的发尘规律和无尘室中润滑脂的使用寿命进行了研究。提出了一种发尘量理论来预测设备在工作中的发尘规律,为了验证该理论规律,利用发尘量检测综合实验台对滚珠丝杠副的发尘量特性进行了检测,有效地检测出了滚珠丝杠副在工作中发尘量的多组数据。通过Matlab将测量的多组实验数据进行了拟合,得到了发尘量与发尘源距离之间的分段指数函数,验证了发尘量的扩散特性规律和运动特性对发尘量的影响。实验结果表明,发尘量理论规律有一定的客观依据与实用性,利用这种特性可对其采取相应的除尘手段,在发尘源处减少其发尘量,有效地保证整体环境的洁净度等级。     

45CrNiMoVA钢堆焊修复层组织及摩擦学性能

利用脉冲熔化极气体保护焊技术,采用UTP A DUR600耐磨焊丝,在45CrNiMoVA钢上制备耐磨堆焊层,用带有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜(SEM)观察分析堆焊层的组织形貌,测定堆焊层的硬度,评价堆焊层的耐磨性.结果表明:堆焊层的主要组织为奥氏体和二次渗碳体,堆焊层的硬度较基体有了较大提高,堆焊层较基体有更加优良的耐干滑动摩擦磨损的性能,堆焊层中二次渗碳体的存在,奥氏体的加工硬化以及碎屑在摩擦作用下的碎化、动态氧化和热压烧结,是堆焊层具有更优异磨损性能的原因.     

Virgo104 铸钢及焊接接头力学性能研究

对Virgo104钢的力学性能进行了检验,并研究了与之匹配的两种气保焊焊丝及一种焊条的焊接接头力学性能.试验结果表明,Virgo104钢中心与表面的力学性能基本一致,具有良好的强度与塑性匹配,而且具有优良的低温冲击韧度,特别是其高的Wp/Wi(约3.0)及高的侧向膨胀率(约15%),表明该钢具有优良的抗脆性断裂性能.焊缝金属及焊接接头具有良好的力学性能,其中HS367L焊丝的焊缝金属,在焊态下具有较高的塑性,预示出较高的抗焊接裂纹性能.     

双丝旁路耦合电弧GMAW高效焊接工艺

在介绍了双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊(双丝旁路耦合电弧(Double-electrode gas metal arc welding,DE-GMAW))高效焊接工艺原理的基础之上,采用双闭环反馈解耦智能控制系统,进行双丝旁路耦合电弧GMAW高速焊接工艺试验,测量双丝旁路耦合电弧GMAW母材热输入,分析双丝旁路耦合电弧GMAW高效焊接工艺机理,并对双丝旁路耦合电弧GMAW高效焊接工艺方法进行改进,进一步研究混合气体保护下的双丝旁路耦合电弧GMAW及其熔滴过渡行为,且开发出单电源双丝旁路耦合电弧GMAW。研究表明:采用双闭环反馈解耦智能控制系统使双丝旁路耦合电弧GMAW焊接过程稳定性更好、精确度更高且响应速度更快;旁路分流是实现高效焊接的同时降低母材热输入的关键;采用混合气体保护下的双丝旁路耦合电弧GMAW能进一步提高焊接过程稳定性,单电源双丝旁路耦合电弧GMAW能形成良好的焊缝成形,且设备成本低。     

双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊旁路熔滴过渡行为的模拟与分析

双丝旁路耦合电弧熔化极气体保护焊过程中,由于旁路电弧选择了直流正极性接法,采用常规纯氩气保护时旁路熔滴体积较大且过渡过程不稳定。为此,提出采用80%Ar+20%CO_2作为保护气体,通过改变熔滴表面的受力形式,改善旁路熔滴过渡过程。在此基础上,通过建立可以描述旁路熔滴过渡行为的动态数学模型,模拟分析不同受力形式下的旁路熔滴直径变化与过渡过程。结果表明:采用纯氩气保护时,不同旁路电流参数下的旁路熔滴直径为2.6~3.3 mm且难以过渡,采用80%Ar+20%CO_2混合气体保护时,旁路熔滴直径减小至0.6~1.1 mm且过渡频率加快;通过模拟分析不同保护气体成分下电磁力对旁路熔滴过渡的影响,发现采用80%Ar+20%CO_2混合气体保护时旁路熔滴直径减小了50%,与试验结果基本一致,证明了富氩保护气体中加入CO_2可以使得电磁力重新促进旁路熔滴向熔池过渡,从而改善了旁路熔滴过渡过程。     

不同混合气体配比对焊接飞溅影响的研究

熔化极气体保护焊接时不同的保护气体成分对焊接过程的飞溅有较大的影响,为确定混合气体保护焊接时不同混合气体配比对焊接飞溅的影响,验证何种混合气体配比更有利于优化焊接过程,通过在90%Ar+10%CO₂和80%Ar+20%CO₂两种混合气体保护方式下分别进行试板焊接,并对焊后飞溅量、焊接试板的焊缝熔宽、熔深进行对比分析,确定在这两种气体保护下焊接时,焊缝内部均无缺陷,焊缝熔深、熔宽均能满足工艺要求,但在90%Ar+10%CO₂的混合气体保护下,且焊接电流控制在300 A条件下焊接时,焊接飞溅量较少,更有利于减少工人清渣时间,提高焊材利用率,提高工作效率及节约成本。     

基于12维统计矢量的GMAW焊接过程监测模糊神经网络系统

将熔化极气体保护焊(GMAW)焊接电参数概率密度分布(PDD)和时间频数分布(CFD)数值信息进行进一步的处理,用其平均值、方差和标准方差等统计参数,构成12维矢量S12,描述不同工艺条件下的GMAW焊接过程。综合神经网络和模糊技术的优点,建立了模糊神经网络系统FKCN,对8种工艺条件下24个GMAW焊接试验的识别成功率达到了100％。