高效率的海底管线铺设焊接技术

文中结合当前海洋油气开采作业的发展现状与趋势,简述了高效率的海管铺设系统和主要铺设方法,介绍了海洋工程应用中的钨极氩孤焊、熔化极气体保护焊、激光-电弧复合焊以及电子束焊。根据国内外水下焊接技术发展要求和应用现状,提出了基于CAN总线的海底管线自动焊接系统,为实现深水管线全自动焊接打下了基础。     

Q345钢摩擦叠焊焊接初始阶段数值分析

基于ABAQUS/Explicit有限元分析软件建立了Q345钢摩擦叠焊焊接同质材料的三维计算模型。采用ALE adaptive meshing技术预防网格畸变问题,分析了摩擦叠焊焊接Q345钢接头的温度场、轴向缩短量的变化。结果表明,焊接界面中心温度大约在2.0 s内迅速升到140℃左右,之后温度缓慢波动,接头温度渐趋于均匀,摩擦界面处金属开始发生塑性变形并被挤出形成翻边,轴向缩短量增加。     

深水立管柔性节点选型设计研究

研究了深水立管系统柔性节点的应用场合、关键构件、安装方法、选型原则等基本技术问题,通过对国外文献的搜集、整理、翻译和消化,对这些问题有了比较系统的认识。研究表明柔性节点最主要的应用是SCR立管悬挂,球形模压弹性轴承是柔性节点的关键构件,在柔性节点安装中要求严格保证第一焊缝质量,柔性节点选型主要考虑轴向张力、介质压力、偏角、转动刚度和尺寸等因素。     

激光在焊接电弧高速摄像技术中的应用

建立了以激光为背景光源的高速摄像系统,该系统包括焊接平台、焊接设备和摄像装置三部分。介绍了电弧高速摄像的关键技术。包括光路的设计、背景光源的选择和弧光的消除等。利用此系统可在线观测和监控焊接过程。     

冲击活塞的动态反演设计与试验研究

基于冲击活塞的撞击力学模型,应用波动力学和特征线理论,提出了由给定的应力波计算冲击活塞形状的动态反演设计方法。试验结果表明冲击活塞反演设计法是有效的。此外,从方法论角度,就反演设计的应用前景和有待解决的问题进行了探讨。     

焊接机器人在盾构机刀盘部件制造中的应用

针对盾构机刀盘部件类型多样、结构复杂、焊缝众多、尺寸差异显著的特点,开发了机器人焊接系统,。该机器人焊接系统采用双工位、配置了焊接数据库,并可以通过三维离线编程软件进行示教,从而显著提高了机器人的编程效率和使用效率。进行了盾构机中心刀梁、刀箱机器人焊接试验,试验获得的焊接工艺参数已成功地应用于生产实践之中,焊接过程稳定高效且焊缝美观、一致性好。结果表明,该机器人焊接系统因为能够大幅度降低劳动强度、改善劳动环境、提高焊缝质量、提升焊接生产效率,将在中心刀梁、刀箱、扭腿等刀盘部件的制造,以及盾构机管片拼装机的制造等众多场合中发挥重要作用。     

高压钨极氩弧自动焊接

研究了以0．1-0．7MPa压缩空气为舱内加压气体的钨极氩弧自动焊接。在提高高压焊接试验舱舱内设备抗燃性能的同时,供应足够的保护气体,焊接过程稳定。设计了钨极氩弧自动焊接试验样机。采用接触引弧,以高压密封圆形连接器实现了舱内焊接机头线缆的统一穿舱,特别是以弧长代替电压作为控制变量消除了焊接电缆的影响。16Mn平板焊接实验证明,虽然不同空气压力、不同位置实现单面焊自由双面成形的工艺参数明显不同,但是采用脉冲焊接均可以获得性能优良的焊接接头。     

真空平衡型气体静压止推轴承的数学模型研究

讨论了真空平衡型气体静压止推轴承的工作机理,建立了该轴承的承载能力的测度的数学模型,并通过计算机真及实验的方法对其进行分析验证,提出了气膜厚度为真空度变量的参数,使其与导管参数,轴承参数联系起来,为定量分析真空度对轴承特性的影响提供了设计依据。     

FHPP单元成形过程初期阶段的热力耦合分析

摩擦液柱成形(FHPP)是摩擦叠焊的基本单元成形过程,也是影响摩擦叠焊焊接质量的关键环节.采用有限元软件MSCMarc建立了FHPP过程初期阶段的三维有限元热力耦合模型,对同质材料Q235-Q235组合进行了计算.结果表明,在焊接过程中焊棒底端摩擦面上的温度呈现沿径向由内向外逐渐升高的趋势,而接触压力的分布则是逐渐渐小.在材料未发生明显塑性变形的状态下提高转速对温度的升高作用显著,但是温度越高,效果越不明显.当材料在高温状态下发生塑性变形时,采用增大轴向力的方式更有利于温度的升高和材料大变形的产生.     

基于UG和ADAMS的水下爬壁机器人的设计和动力学分析

设计了一种新型的用于水下环境观察、设备检测以及维护的水下吸附式爬壁机器人,利用UG建立其吸附装置、移动机构、传动系统,机械本体、照明装置等的三维模型,并装配成水下爬壁机器人的虚拟样机模型,然后通过UG和ADAMS的接口将其导入到ADAMS软件中,利用ADAMS对其进行动力学分析,通过取不同的吸附力,然后分析机器人的移动速度,最后得出使机器人既不滑落又节能的合适的吸附力。