熔池
- 粉末激光熔覆熔池行為的視覺(jué)監(jiān)測(cè)與特征提取
產(chǎn)品性能［2］。熔池是激光作用在金屬材料基底上形成的熔融區(qū)域，是激光熔覆的最小成形單元［3］。因此，熔池的幾何形貌是決定熔覆質(zhì)量的關(guān)鍵因素，實(shí)時(shí)監(jiān)控熔池狀態(tài)、提高熔池的穩(wěn)定性和尺寸精度是保證熔覆質(zhì)量的重要基礎(chǔ)。Thompson 等［4］和 Vandone 等［5］開(kāi)發(fā)了一種基于光束同軸成像的視覺(jué)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)集成了光學(xué)攝像頭、窄帶濾波器以采集并提高圖像質(zhì)量。劉旭陽(yáng)［6］使用CMOS 相機(jī)捕捉熔池圖像并通過(guò)圖像處理提取了熔池長(zhǎng)度、寬度、面積等信息，其基于L
材料工程 2023年11期2023-11-22
- 脈沖MIG焊熔池行為的數(shù)值模擬研究*
方法來(lái)定量化研究熔池的動(dòng)態(tài)行為。通過(guò)數(shù)值模擬方式,可以探究焊接過(guò)程中多物理場(chǎng)耦合作用機(jī)理,為工藝優(yōu)化提供指導(dǎo),可有效節(jié)約試驗(yàn)時(shí)間和成本。目前已有一些學(xué)者對(duì)熔池行為數(shù)值模擬做了一些研究,并取得了一定的進(jìn)展[2-7],但大多是針對(duì)復(fù)合作用力下的熔池行為進(jìn)行的研究,熔池行為變化是由電磁力、電弧壓力、表面張力和浮力等共同作用的結(jié)果,在MIG焊中熔滴沖擊力也是造成熔池波動(dòng)的重要因素[8],目前對(duì)各驅(qū)動(dòng)力在熔池中作用機(jī)理的研究較少。本文基于Fluent軟件建立二維脈沖
新技術(shù)新工藝 2023年8期2023-10-23
- 基于結(jié)構(gòu)光視覺(jué)的GTAW送絲位置實(shí)時(shí)傳感技術(shù)研究
的穩(wěn)定性，焊絲與熔池之間的相對(duì)位置(簡(jiǎn)稱(chēng)為送絲位置)在焊接過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)偏移，破壞了熔池穩(wěn)定，進(jìn)而對(duì)焊接質(zhì)量造成嚴(yán)重影響．此外，焊接過(guò)程中的高亮弧光以及高溫也進(jìn)一步加大了送絲位置傳感的難度．針對(duì)以上問(wèn)題，本文基于結(jié)構(gòu)光視覺(jué)傳感法，通過(guò)分析送絲位置對(duì)熔池形貌的影響機(jī)制，研究熔池形貌與結(jié)構(gòu)光反射圖樣之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得一種能夠有效判斷主管道GTAW焊接過(guò)程中送絲位置的傳感方法．試驗(yàn)結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)光視覺(jué)傳感技術(shù)能夠利用熔池表面的鏡面特性，將熔池表面的振動(dòng)狀
天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版) 2023年3期2023-03-15
- 基于熔池特征融合的選區(qū)激光熔化缺陷預(yù)測(cè)方法研究*
不可控因素都會(huì)對(duì)熔池形貌及溫度產(chǎn)生影響，單純的調(diào)整激光工藝參數(shù)難以控制隨機(jī)缺陷的產(chǎn)生。因此，開(kāi)展SLM過(guò)程的隨機(jī)缺陷實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)對(duì)發(fā)展高性能零件的增材制造具有重要的意義。現(xiàn)有工藝過(guò)程缺陷預(yù)測(cè)的研究多采用單一分類(lèi)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的方法，以此預(yù)測(cè)成形過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷。龔福建等[9-10]搭建了焊接過(guò)程中的“溫度-缺陷”智能分析系統(tǒng)，分別將4種有缺陷的焊縫與正常焊縫的溫度及圖像信息進(jìn)行比較，研究了4種典型缺陷樣件與正常樣件在焊接制造過(guò)程中的溫度場(chǎng)關(guān)聯(lián)規(guī)
機(jī)電工程技術(shù) 2023年1期2023-02-24
- 316L不銹鋼選區(qū)激光熔化單道熔池幾何尺寸演變規(guī)律
選區(qū)激光熔化單道熔池幾何尺寸演變規(guī)律劉琪1，袁美霞1，華明1，孟浩1，高守鋒2（1.北京建筑大學(xué) 機(jī)電與車(chē)輛工程學(xué)院, 北京：100044；2.北京理工大學(xué) 機(jī)械與車(chē)輛學(xué)院，北京 100081）探究激光功率（）和掃描速度（）對(duì)單熔道熔池幾何特征尺寸的影響規(guī)律，以及–組合工藝參數(shù)對(duì)熔池從成形到穩(wěn)定狀態(tài)經(jīng)歷的掃描距離的影響規(guī)律。以316L為材料，通過(guò)單熔道數(shù)值仿真分析，建立–變量與研究目標(biāo)之間的影響關(guān)系。不同–參數(shù)組合對(duì)熔池幾何尺寸的影響規(guī)律明顯，熔池幾何參數(shù)
精密成形工程 2023年1期2023-02-03
- 鎢極惰性氣體保護(hù)焊熔池流動(dòng)特性研究方法
量應(yīng)用。TIG焊熔池中的熔融金屬在電弧壓力、浮力、表面張力、洛倫茲力、等離子流力等的共同作用下發(fā)生劇烈流動(dòng)，使熔池中的傳熱/傳質(zhì)過(guò)程得以進(jìn)行。在焊接過(guò)程中，填充金屬與母材混合不均勻會(huì)影響熔池流動(dòng)，從而影響焊縫的幾何形狀[1-4]。熔池流動(dòng)會(huì)影響熔池內(nèi)部對(duì)流傳熱過(guò)程，繼而影響熔池內(nèi)部固態(tài)相變以及晶粒結(jié)構(gòu)，并最終影響焊接接頭的質(zhì)量和性能[5-6]。此外，熔池流動(dòng)也會(huì)影響熔池傳質(zhì)過(guò)程，熔池的傳質(zhì)直接決定著焊縫金屬的成分分布，進(jìn)而影響焊縫的耐腐蝕、抗疲勞等性能[7
機(jī)械工程材料 2022年4期2023-01-15
- 轉(zhuǎn)爐熔池內(nèi)流動(dòng)的數(shù)學(xué)模擬研究
過(guò)程［1-4］。熔池的攪拌程度是轉(zhuǎn)爐射流與熔池之間相互作用的重要衡量標(biāo)準(zhǔn)之一。熔池內(nèi)的鋼液混合程度及熔池內(nèi)的質(zhì)量、動(dòng)量、能量傳遞主要由熔池內(nèi)流體特征決定的，而熔池的流動(dòng)攪拌直接影響了轉(zhuǎn)爐冶煉水平和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，了解熔池內(nèi)的速度分布對(duì)提高轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)效率有重要作用。國(guó)內(nèi)外冶金研究人員基于CFD理論的VOF、DPM多相流模擬原理建立數(shù)學(xué)模型，研究轉(zhuǎn)爐冶煉過(guò)程中熔池混勻、氣-液相互作用、泡沫渣等多相流體流動(dòng)、熱量傳輸及質(zhì)量傳輸?shù)膹?fù)雜耦合行為。Ersson［5］和H
山東冶金 2022年6期2023-01-12
- 轉(zhuǎn)爐熔池內(nèi)流動(dòng)的物理模擬研究
轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，熔池內(nèi)的高溫化學(xué)反應(yīng)十分復(fù)雜［1-2］，直接測(cè)量難度大，物理模擬便成為了研究熔池內(nèi)部反應(yīng)的重要方法之一。國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者利用該方法對(duì)轉(zhuǎn)爐的底吹、頂吹進(jìn)行模擬從而深入研究轉(zhuǎn)爐冶煉狀況。馮強(qiáng)［3］、官計(jì)生［4］、Terrazas［5］等人以生產(chǎn)實(shí)際為原型，按照不同比例構(gòu)建冷態(tài)水模進(jìn)行研究。結(jié)果表明，隨著底吹氣體流量的增大，熔池內(nèi)混勻時(shí)間存在先減小后增大的規(guī)律。賀道中［6］、董進(jìn)強(qiáng)［7］等對(duì)頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐中氧槍槍位、流量以及底吹供氣元件布置等工藝參數(shù)
冶金動(dòng)力 2022年6期2022-12-26
- 激光焊接熔池動(dòng)態(tài)行為數(shù)值模擬的進(jìn)展與分析
、焊接變形等，而熔池的動(dòng)態(tài)行為對(duì)焊接缺陷的形成有直接影響。對(duì)于熔池內(nèi)部的動(dòng)態(tài)行為，國(guó)內(nèi)外主要采用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和數(shù)值模擬的方法進(jìn)行研究和分析。日本大阪大學(xué)在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熔池內(nèi)部動(dòng)態(tài)行為研究方面具有代表性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，激光焊接熔池行為的數(shù)值模擬技術(shù)得到了長(zhǎng)足發(fā)展。通過(guò)數(shù)值模擬，可提前預(yù)測(cè)并采取相應(yīng)措施減少焊接缺陷的形成，這將有利于提高激光焊接工件的焊縫質(zhì)量。文中對(duì)國(guó)內(nèi)外激光焊接熔池行為的數(shù)值模擬技術(shù)，如激光深熔焊、雙束激光焊接、真空激光焊接、磁場(chǎng)作用下的激光
電焊機(jī) 2022年5期2022-11-24
- 基于熱-流耦合模型研究激光熔覆速度場(chǎng)影響機(jī)制
大影響熔覆過(guò)程中熔池的溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)和涂層應(yīng)力場(chǎng)的分布，從而決定熔覆層中相的構(gòu)成、形態(tài)和分布，并對(duì)熔覆層的服役性能造成重要影響[2-3]。 選擇合理的工藝參數(shù)和調(diào)節(jié)熔池內(nèi)溫度梯度及分布是提升熔覆層質(zhì)量的重要途徑。 但是，現(xiàn)有設(shè)備難以對(duì)熔覆層內(nèi)溫度場(chǎng)和速度場(chǎng)分布進(jìn)行實(shí)時(shí)的精確監(jiān)測(cè)，單一的實(shí)驗(yàn)研究又會(huì)耗費(fèi)大量物力人力，且周期較長(zhǎng)，這也大大限制了人們對(duì)激光工藝參數(shù)與涂層性能關(guān)聯(lián)性的有效研究。隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)的模擬運(yùn)算能力得到極大的提升，從
華東交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2022年4期2022-11-12
- 120 t 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底槍布置優(yōu)化
吹攪拌氣體對(duì)轉(zhuǎn)爐熔池進(jìn)行攪拌，以改善渣金間反應(yīng)動(dòng)力學(xué)條件，提高轉(zhuǎn)爐脫磷脫碳效果，達(dá)到吹煉平穩(wěn)、縮短冶煉時(shí)間、降低終渣全鐵含量、提高鋼水質(zhì)量的目的。在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼過(guò)程中，頂吹氣體流量、底吹氣體流量和氧槍槍位對(duì)熔池攪拌混勻有很大的影響。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底槍布置的數(shù)量和位置采用不同的方式[1-4]。Ajmani[5]等人利用水模試驗(yàn)研究了130 t 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐熔池的混勻和傳質(zhì)速率，結(jié)果顯示，復(fù)吹轉(zhuǎn)爐熔池混勻時(shí)間隨底槍支數(shù)增加而降低。Klaus Koch[6
鋼鐵釩鈦 2022年5期2022-11-05
- 選區(qū)激光熔化成形316L 不銹鋼組織控制研究①
于二者尺度之間的熔池結(jié)構(gòu)變化關(guān)注較少，本文從3D 打印樣品的拉伸性能出發(fā)，探討熔池結(jié)構(gòu)與體能量密度及力學(xué)性能的相關(guān)性。1 實(shí) 驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中選區(qū)激光熔化使用的316L 不銹鋼粉末化學(xué)成分如表1 所示。 316L 不銹鋼粉末粒度分布及形貌見(jiàn)圖1。 316L 粉末的粒度分布范圍為17 ～78 μm，粒徑主要集中于35 μm，粉末整體球形度較好，同時(shí)也存在少量衛(wèi)星粉和不規(guī)則粉末。表1 316L 不銹鋼材料化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）／%圖1 316L 不銹鋼粉末粒度范圍采用S
礦冶工程 2022年3期2022-07-06
- 微熔池凝固組織的數(shù)值模擬研究
ng，SLM）微熔池的熔凝過(guò)程速度快，凝固時(shí)間為10－2～10－4s，冷卻速率可達(dá)103～106K/s。使用常規(guī)試驗(yàn)很難觀察到凝固過(guò)程中微觀組織的演變規(guī)律，而利用數(shù)值模擬可以很好地解決這一問(wèn)題［1］。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者采用CA-FE（cellular automata-finite element）與相場(chǎng)（phase field，PF）法模型［2］，建立了適用于激光快速成形過(guò)程的數(shù)值模型。Zinovieva等［3-4］采用元胞自動(dòng)機(jī)-有限差分相耦合的方
上海金屬 2022年3期2022-06-01
- 鋁合金TIG 焊接熔池狀態(tài)多傳感器數(shù)據(jù)協(xié)同感知算法
布特性及其對(duì)應(yīng)的熔池形貌特征，提出了基于熔池特性數(shù)值仿真的焊接工藝和焊接質(zhì)量?jī)?yōu)化方法.Azarniya 等人[7]、Kumar 等人[8]和He 等人[9]設(shè)計(jì)了TIG 焊過(guò)程中焊縫熔池在超聲作用下的變化特性的試驗(yàn)檢測(cè)方法，提出了通過(guò)焊接過(guò)程超聲能量控制焊縫形態(tài)及其組織性能的TIG 焊控制機(jī)理與方法.Sardarmehni 等人[10]、Zeng 等人[11]和Huang 等人[12]采用激光反射成像在TIG 焊接過(guò)程中對(duì)熔池的反射圖像采集方法及圖像特征與
焊接學(xué)報(bào) 2022年3期2022-05-25
- 淺談球形儲(chǔ)罐非線性凹坑補(bǔ)焊熔池流動(dòng)數(shù)值模擬
補(bǔ)焊的溫度梯度、熔池流速，對(duì)于實(shí)現(xiàn)裂紋精細(xì)化消除，優(yōu)化非線性凹坑補(bǔ)焊很有必要。目前，研究在用球形儲(chǔ)罐非線性凹坑補(bǔ)焊溫度場(chǎng)的文章較少，分析焊接路徑對(duì)熔池影響的研究也較少。天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院的紀(jì)東生分析過(guò)非線性裂紋補(bǔ)焊的溫度場(chǎng)，但并未將數(shù)值模擬應(yīng)用于球形儲(chǔ)罐，并未考慮熔池內(nèi)部渦流流動(dòng)狀態(tài)。鑒于此，本文針對(duì)球形儲(chǔ)罐窄而深的非線性凹坑補(bǔ)焊過(guò)程，建立正弦修正雙橢球體熱源模型，定量分析焊接路徑對(duì)球形儲(chǔ)罐非線性凹坑補(bǔ)焊過(guò)程溫度梯度、熔池流速、熔池頂部表面積
中國(guó)設(shè)備工程 2022年7期2022-04-20
- 基于熔池受力的全位置STT打底焊分段工藝
焊接過(guò)程中，由于熔池受力狀態(tài)發(fā)生改變，容易造成鐵水流淌，導(dǎo)致焊縫外壁出現(xiàn)熔合不良的現(xiàn)象。對(duì)于打底焊更會(huì)造成焊縫內(nèi)壁熔透不均勻，使得管道經(jīng)常需要返修或者割掉重新焊接。這一方面極大地影響了深海管道的加工周期；另一方面也會(huì)降低焊縫的疲勞性能，減少管道的使用壽命[3-6]。因此，全位置焊接過(guò)程中的內(nèi)壁成形一直以來(lái)是國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于解決熔池失穩(wěn)的問(wèn)題，主要提出了2種解決方法。一種方法是通過(guò)嚴(yán)格地控制焊接過(guò)程中的熱輸入，提高焊接過(guò)程中熔池的冷卻
焊接 2022年2期2022-04-13
- 驅(qū)動(dòng)力對(duì)2219 鋁合金DLBSW 焊接熔池行為的影響
激光作用形成聯(lián)合熔池，其內(nèi)部冶金反應(yīng)及流動(dòng)行為復(fù)雜.2006 年，Wang 等人[6]發(fā)現(xiàn)表面張力梯度是導(dǎo)致熔池流體產(chǎn)生漩渦流動(dòng)現(xiàn)象的主要原因.2018 年，Lange 等人[7]基于相變、反沖壓力、熱毛細(xì)力和自然對(duì)流的作用，探究了脈沖激光焊接過(guò)程中氣-液界面的演化行為.2020 年，Zhang 等人[8]采用VOF 方法和光線追蹤算法，建立了鋁合金全熔透激光焊接仿真模型.綜上所述，國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要從匙孔及熔池形成原因、匙孔及熔池運(yùn)動(dòng)過(guò)程影響因素、熔池流動(dòng)驅(qū)
焊接學(xué)報(bào) 2022年2期2022-03-17
- 基于邊緣導(dǎo)向算子模板匹配的熔池輪廓提取方法
4]，焊接過(guò)程中熔池的輪廓反映了熔池的形態(tài)特征信息，因此需要對(duì)熔池的輪廓進(jìn)行提取，從而對(duì)熔池內(nèi)部情況進(jìn)行觀察，為焊接質(zhì)量的控制提供相關(guān)依據(jù)[5].目前關(guān)于熔池圖像分割算法的研究較少，傳統(tǒng)圖像分割算法提取的熔池輪廓因受到焊接電弧光較強(qiáng)的影響，容易產(chǎn)生斷裂、過(guò)分割或欠分割的情況.近年來(lái)，研究者們基于傳統(tǒng)圖像算法改進(jìn)設(shè)計(jì)的熔池輪廓提取算法取得了良好的效果.劉曉剛等人[6]提出一種多尺度的形態(tài)學(xué)算子對(duì)熔池圖像進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的邊緣定位，于海川等人[7]提出了一
焊接學(xué)報(bào) 2022年2期2022-03-17
- 不銹鋼超薄板脈沖微束等離子弧焊熔池尺寸和焊縫成形質(zhì)量
縫的形貌和尺寸與熔池的形狀和幾何尺寸有直接關(guān)系[9-10]，因此為了獲得成形質(zhì)量良好的焊縫，研究熔池的形貌特征變得尤為重要。HAN等[11]研究發(fā)現(xiàn)，金屬鋯片激光焊接頭的變形程度與熔池的形狀有關(guān)。LEI等[12]利用熔池視覺(jué)傳感檢測(cè)的方法研究了不同工藝參數(shù)對(duì)激光焊熔池形貌特征和振蕩周期的影響，提出了工藝參數(shù)與熔池幾何參數(shù)之間的非線性回歸方程。邊培瑩等[13]研究發(fā)現(xiàn)，采用合適的工藝參數(shù)可以獲得適當(dāng)?shù)?16L不銹鋼選區(qū)激光熔化熔池尺寸，進(jìn)而得到高質(zhì)量的工件。
機(jī)械工程材料 2022年2期2022-03-02
- 基于熔池運(yùn)動(dòng)特征的選區(qū)激光熔融過(guò)程狀態(tài)檢測(cè)方法
的產(chǎn)生將直接影響熔池的形貌，如表面張力產(chǎn)生的球化[16]、匙孔機(jī)制產(chǎn)生的孔隙[17]等。而熔池圖像可以直觀地看到熔池形貌，因此，利用熔池圖像信息可以很好地監(jiān)測(cè)熔化狀態(tài)。通過(guò)熔池圖像進(jìn)行監(jiān)測(cè)的方法主要有離軸監(jiān)測(cè)和同軸監(jiān)測(cè)，同軸監(jiān)測(cè)是通過(guò)與激光束共享同一光路來(lái)捕獲熔池信息，可以俯視觀察熔池，因此可以獲取熔池的完整形貌，廣泛應(yīng)用于熔池狀態(tài)監(jiān)測(cè)。Kruth團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了SLM過(guò)程熔池同軸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和控制方法[18-21]，利用光電二極管和近紅外互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(Co
計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) 2021年12期2022-01-07
- 三維MORN試驗(yàn)?zāi)芰糠峙浔群桶踩Ａ垦芯?/a>
管理策略，通過(guò)對(duì)熔池進(jìn)行冷卻，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆內(nèi)的熔融物滯留(IVR)。IVR能減少對(duì)安全殼的威脅以及降低放射性物質(zhì)釋放到環(huán)境中的可能性，并在很大程度上緩解堆芯融毀事故，從而達(dá)到確保核電站安全的目的[1-4]。IVR有效性很大程度上取決于下封頭熔池內(nèi)產(chǎn)生的熱量是否小于冷卻劑帶走的熱量。下封頭壁面處的熱流密度越接近CHF(臨界熱流密度)值，則IVR策略的安全裕量越低。當(dāng)RPV下封頭壁面處達(dá)到沸騰危機(jī)情況時(shí)，將會(huì)在其壁面處覆蓋一層蒸汽膜。雖然此時(shí)仍可通過(guò)熱傳導(dǎo)和
原子能科學(xué)技術(shù) 2021年10期2021-10-09
- 不同工作模式下激光熔化沉積過(guò)程熔池演變數(shù)值研究
究發(fā)現(xiàn)激光脈沖對(duì)熔池的干擾更大，并且熔池平均表面波動(dòng)與零件表面粗糙度成反比關(guān)系，但其并未指出熔池上表面的波動(dòng)幅度規(guī)律．Song等[6]研究發(fā)現(xiàn)熔池從開(kāi)始形成到準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)這一過(guò)程需要50 ms，同時(shí)激光熔化沉積所產(chǎn)生的熔池尺寸一般在0.5～3.0 mm．由于熔池規(guī)模小，形成時(shí)間短暫，幾乎不可能通過(guò)傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)熔池瞬時(shí)演變的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)．因此，數(shù)值模擬已成為研究瞬態(tài)熔池的一種理想工具，許多學(xué)者已經(jīng)進(jìn)行了相關(guān)研究．Liu等[7]采用生死單元技術(shù)，研究了在CW-LMD過(guò)程
大連理工大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年4期2021-07-29
- TIG焊熔池流動(dòng)及溫度分布的數(shù)值模擬
分析[3]。焊接熔池數(shù)值模擬發(fā)展過(guò)程分3個(gè)階段：20世紀(jì)40年代至70年代，美國(guó)的Rosenthal和前蘇聯(lián)Rykalin通過(guò)建立一個(gè)公式體系對(duì)焊接過(guò)程中的熱傳導(dǎo)問(wèn)題進(jìn)行描述[4]，但做出的一些假設(shè)使Rosenthal-Rykalin公式體系在求解熱源附近的溫度時(shí)存在較大誤差。隨后幾十年中許多研究者一直致力于完善Rosenthal-Rykalin公式，減小焊接熱過(guò)程的計(jì)算誤差，為數(shù)值模擬提供了理論依據(jù)[5-6]。20世紀(jì)80年代至90年代初，Oreper和
沈陽(yáng)航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年2期2021-06-02
- 基于MIG 的電弧增材制造熔池行為的數(shù)值模擬
制造環(huán)境復(fù)雜,其熔池溫度較高,很難用實(shí)驗(yàn)方法觀測(cè)到熔池行為。 而數(shù)值方法不僅可以模擬熔池的相變過(guò)程,還可以進(jìn)一步計(jì)算分析表面張力、電磁力、浮力、熔池重力、電弧壓力和熔滴過(guò)渡等對(duì)熔池形貌和內(nèi)部流動(dòng)的影響［4］。 由于使用焊接工藝,電弧增材制造過(guò)程中傳熱特征和焊接熔池類(lèi)似。 國(guó)內(nèi)外學(xué)者建立了多種CFD 模型模擬焊接過(guò)程熔池行為,Rao 等人建立了三維數(shù)值模型研究周期性熔滴過(guò)渡對(duì)焊接熔池傳熱和傳質(zhì)的影響。 盡管電弧增材使用焊接工藝,但是相比于焊接電弧增材的熔池,
智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用 2020年5期2020-11-10
- 激光熔覆產(chǎn)生的熔池溫度與對(duì)流分析
具有高度瞬態(tài)性的熔池.在熔覆過(guò)程中,熔池內(nèi)部同時(shí)存在大量物理現(xiàn)象[4]，熔池及其周?chē)嬖谥鴱?fù)雜的熱量傳遞過(guò)程，在激光對(duì)基板的輻射過(guò)程中，一部分熱量被金屬粉末吸收，另一部分熱量被基板吸收，還有一部分熱量被金屬粉末和基板反射到周?chē)h(huán)境中.熔池周?chē)€存在著復(fù)雜的質(zhì)量傳遞現(xiàn)象:金屬粉末在進(jìn)入熔池前，一部分提前被激光熔化，另一部分在進(jìn)入熔池后才被熔化.金屬粉末進(jìn)入熔池后經(jīng)過(guò)復(fù)雜的質(zhì)量傳輸，最終凝固并形成熔覆層.熔池內(nèi)部的演變過(guò)程對(duì)熔覆層成型質(zhì)量的控制具有重要意義.激
- 120 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐水模型優(yōu)化研究
。如何有效地調(diào)節(jié)熔池的混勻時(shí)間及沖擊深度，以達(dá)到吹煉平穩(wěn)、冶煉時(shí)間短、終渣全鐵含量低、鋼水質(zhì)量好的目的，是頂?shù)讖?fù)合吹煉技術(shù)的關(guān)鍵。張榮生等[1]研究指出：與底吹元件的支數(shù)相比，轉(zhuǎn)爐底吹布置方式對(duì)熔池的混勻時(shí)間影響較大，且當(dāng)?shù)状翟菍?duì)稱(chēng)布置時(shí)熔池的混勻時(shí)間最短。Singh等[2]研究表明：在頂?shù)讖?fù)吹條件下，將底吹元件均勻分布在0.4D節(jié)圓上(即底吹元件所在分布圓的直徑為轉(zhuǎn)爐熔池直徑的0.4倍)時(shí)，熔池內(nèi)液體的混勻時(shí)間最短；而純底吹時(shí)，0.56D的布置混勻時(shí)
上海金屬 2020年3期2020-05-29
- 淺談如何提高焊接操作技術(shù)水平
焊雙面成形技術(shù);熔池形狀;焊接規(guī)范;運(yùn)條手法鍋爐及壓力容器等重要結(jié)構(gòu)，要求接頭安全焊透，但由于受結(jié)構(gòu)尺寸及形狀等的限制，有時(shí)無(wú)法進(jìn)行雙面焊接。只能開(kāi)單面坡口的特殊操作方法單面焊雙面成形技術(shù)。它是手弧焊中難度較大的一種操作技能。一、焊條角度很重要，焊接規(guī)范不可少立焊時(shí)，由于焊條熔化所形成的熔滴及熔池中的鐵水易下淌形成焊瘤、焊縫兩側(cè)形成咬邊，使焊縫成形惡化。掌握正確的焊接規(guī)范及根據(jù)焊接時(shí)情況的變化調(diào)整焊條角度及運(yùn)條速度。焊條與焊件表面的夾角在左右方向?yàn)?0°，
科學(xué)與財(cái)富 2019年9期2019-06-11
- 溫度梯度區(qū)域熔化作用下熔池遷移的元胞自動(dòng)機(jī)模擬*
ZM)效應(yīng)引起的熔池在固液兩相區(qū)中的遷移現(xiàn)象進(jìn)行模擬研究.模擬分析了抽拉速度、熔池初始位置、溫度梯度和合金成分等因素對(duì)TGZM動(dòng)力學(xué)的影響,并將模擬結(jié)果與解析模型的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較驗(yàn)證.通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn),在溫度梯度作用下,熔池總是向著高溫方向遷移;當(dāng)抽拉速度低于或高于臨界抽拉速度時(shí),熔池朝向移動(dòng)的液相線或固相線遷移;對(duì)于給定的抽拉速度,位于糊狀區(qū)內(nèi)臨界位置以上的熔池會(huì)遷移進(jìn)入液相,而位于臨界位置以下的熔池會(huì)逐步靠近固相線.此外,溫度梯度越高,合金成分越低,熔池
物理學(xué)報(bào) 2019年4期2019-03-16
- 抓住“熔池式”焊接教學(xué)點(diǎn)提高學(xué)生焊接質(zhì)量
接的目的。所謂“熔池式”焊接教學(xué)點(diǎn)就是先讓學(xué)生首先學(xué)會(huì)從熔池的形態(tài)判斷焊接成形缺陷產(chǎn)生的原因，使施焊者有效控制焊接質(zhì)量的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，這一知識(shí)點(diǎn)是決定焊縫質(zhì)量的因素之一，如果掌握了此知識(shí)點(diǎn)，就能焊接成功一條質(zhì)量良好的焊縫?，F(xiàn)在焊接專(zhuān)業(yè)的學(xué)生普遍過(guò)于追求焊接方法的強(qiáng)化，導(dǎo)致有時(shí)候只知其方法，卻不懂得如何運(yùn)用，更不懂得自己存在的問(wèn)題到底在哪里。而“熔池式”焊接教學(xué)點(diǎn)則可以從以下幾個(gè)教學(xué)方法讓學(xué)生從問(wèn)題中找原因，從原因中找答案。一、“熔池式”焊接教學(xué)點(diǎn)方法之一：通
山西青年 2019年12期2019-01-15
- 基于GMAW熔池輪廓特征的焊接缺陷研究
機(jī)器視覺(jué)實(shí)時(shí)獲取熔池圖像信息，并處理熔池圖像以獲得豐富的焊接質(zhì)量信息，實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制焊接系統(tǒng)，有效提高焊接質(zhì)量[1]。熔池圖像攜帶了豐富的焊接質(zhì)量信息，信息來(lái)源包括熔池圖像灰度信息[2-3]、熔池圖像輪廓信息[4]等。攝像機(jī)拍攝位置不同，獲得焊接信息不同。如：①焊槍前后同時(shí)架設(shè)攝像機(jī)，拍攝熔池前后圖像，根據(jù)熔池與CCD攝像機(jī)的位置關(guān)系，計(jì)算出完整的熔池輪廓[5-6]；②攝像機(jī)架設(shè)于焊槍行走路徑后方，拍攝熔池后方圖像，熔池輪廓信息能反映焊接熔透狀態(tài)[7]，但是
電焊機(jī) 2018年11期2018-12-13
- 基于FCM-CV的GMA-AM熔池圖像邊緣提取
以及后拖角等焊接熔池幾何尺寸參數(shù)能夠在一定程度上反映焊接質(zhì)量信息，因此準(zhǔn)確可靠地檢測(cè)出熔池幾何尺寸，對(duì)于實(shí)現(xiàn)GMA-AM尺寸精度和質(zhì)量控制具有重要意義[2]。傳統(tǒng)的熔池圖像輪廓提取方法主要有Sobel算子、Robot算子等圖像分割理論[3]，但是針對(duì)目標(biāo)灰度變化復(fù)雜的圖像，不能有效地提取光滑、封閉的邊界。CV模型利用圖像域的全局信息，具有對(duì)噪聲、模糊邊緣不敏感等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論圖像質(zhì)量如何，都能提取光滑、封閉的邊界[4]。有學(xué)者針對(duì)CV模型提取熔池圖像輪廓進(jìn)行了
電焊機(jī) 2018年6期2018-07-02
- 激光致熔池圖像獲取及質(zhì)心提取方法研究
接過(guò)程中實(shí)時(shí)采集熔池信息，檢測(cè)熔池中心與焊縫之間的偏差，并根據(jù)偏差在焊接過(guò)程中對(duì)焊接位置進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整。激光焊接的環(huán)境較為惡劣，焊接位置信息因受到高溫、塵屑、飛濺和熔焰等干擾因素的影響，造成提取困難。為消除各類(lèi)型干擾對(duì)激光焊接中焊接位置信息采集和處理的影響，國(guó)內(nèi)外研究人員已開(kāi)展了相關(guān)研究[4]。文獻(xiàn)[5-7]應(yīng)用激光器投射線結(jié)構(gòu)光在焊縫上，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)光條紋的檢測(cè)得到焊縫位置信息，根據(jù)焊接位置與焊縫位置的偏差實(shí)現(xiàn)焊接過(guò)程中的實(shí)時(shí)檢測(cè)和調(diào)整。由于檢測(cè)的焊縫位置超
機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 2018年3期2018-03-21
- 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)理論在焊接熔池提取中的應(yīng)用
引言在工業(yè)焊接熔池圖像處理中，由于焊接過(guò)程會(huì)產(chǎn)生煙霧，弧光以及火光飛濺，這樣會(huì)導(dǎo)致焊接熔池圖像中出現(xiàn)大量噪聲，影響焊接熔池圖像處理精度[1-2]。通過(guò)研究數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)理論中灰度形態(tài)學(xué)方法，并分析其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，并使用灰度形態(tài)學(xué)提取焊接熔池圖像，為今后工業(yè)提高焊接熔池圖像精度，發(fā)揮積極影響。本篇將對(duì)此做出具體分析。2 熔池圖像處理中運(yùn)用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的優(yōu)勢(shì)在工業(yè)熔池圖像處理中，其最終提取熔池圖像的目的，就是為了能夠獲取熔池圖像中最大的寬度信息，并根據(jù)熔池半長(zhǎng)以及熔池
信息記錄材料 2018年4期2018-03-01
- 激光熔覆成形中熔池表面溫度場(chǎng)的檢測(cè)與研究
熔覆成形過(guò)程中,熔池內(nèi)部存在著復(fù)雜的能量、動(dòng)量和質(zhì)量的傳輸過(guò)程,而熔池的溫度場(chǎng)體現(xiàn)這些量的大小和分布并受之影響,進(jìn)而直接影響激光熔覆的冶金性能和成形工件的質(zhì)量。由于熔池溫度高、亮度強(qiáng)、尺寸小、熱過(guò)程復(fù)雜等原因,給熔池表面溫度場(chǎng)的檢測(cè)帶來(lái)了很大困難。近些年,已有部分學(xué)者用CCD檢測(cè)等方式取得了一些熔池表面溫度場(chǎng)分布的成果。雷劍波等人開(kāi)發(fā)了側(cè)向安裝CCD熔池測(cè)溫系統(tǒng)[1-3],利用CCD比色測(cè)溫原理獲得激光熔池的熱輻射圖,根據(jù)綠藍(lán)兩通道的輻射強(qiáng)度信號(hào)計(jì)算得到熔
激光與紅外 2018年8期2018-02-19
- 利用廢舊紫銅生產(chǎn)無(wú)氧銅的方法
凈化工藝：在加熱熔池內(nèi)投入干燥潔凈的電解銅和廢舊紫銅，熔化后向熔池加入適量的氧化銅，使熔體氧化，將熔體溫度保持在1 130～1 150 ℃，然后采用從加熱熔池向保溫熔池過(guò)濾熔體的方法對(duì)熔體進(jìn)行除渣和脫氧；(4)鑄造：過(guò)濾后的熔體進(jìn)入保溫爐即可進(jìn)行上引連鑄機(jī)或水平連鑄機(jī)進(jìn)行鑄造。(公開(kāi)(公告)號(hào)：CN103589876A 申請(qǐng)人：江蘇環(huán)勝銅業(yè)有限公司)
中國(guó)有色冶金 2018年4期2018-01-31
- 焊接激光致熔池亞像素邊緣提取方法研究
2)*焊接激光致熔池亞像素邊緣提取方法研究王邦國(guó),吳蒙華,賈衛(wèi)平(大連大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 大連 116022)*由于熱變形等因素的影響，薄板激光焊接中焊縫會(huì)偏離預(yù)設(shè)軌跡，造成焊接激光束與焊縫偏離，使焊接質(zhì)量下降.因此，焊接過(guò)程中要檢測(cè)激光致熔池中心與焊縫偏差，并根據(jù)偏差量調(diào)整焊接位置.熔池中心由熔池邊緣擬合求得，為精確獲取熔池中心需要計(jì)算熔池的亞像素邊緣.熔池亞像素邊緣由以下步驟得到：①根據(jù)黑白CCD相機(jī)拍攝的圖像中熔池灰度值大的特點(diǎn)，可初步確定熔池
大連交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2017年3期2017-06-01
- 焊接激光束致熔池中心計(jì)算方法研究
*?焊接激光束致熔池中心計(jì)算方法研究王邦國(guó)，吳蒙華,賈衛(wèi)平(大連大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，遼寧 大連 116022)*根據(jù)激光焊接過(guò)程中焊縫位置形成熔池溫度高、輻射光線強(qiáng)的特點(diǎn)，利用帶通濾光片濾除熔池輻射光線及飛濺物輻射光線后拍攝的焊縫圖像，對(duì)焊接過(guò)程中激光致熔池的提取方法進(jìn)行了研究.首先根據(jù)熔池圖像的灰度值初步確定熔池中心，由該中心向設(shè)定方向搜索得到熔池的像素級(jí)邊緣；然后由像素級(jí)邊緣點(diǎn)附近一定區(qū)域內(nèi)的像素灰度求亞像素邊緣點(diǎn)的位置；最后將亞像素邊緣點(diǎn)擬合為圓，擬
大連交通大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年6期2016-12-20
- BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修正熔池紅外圖像焊縫寬度測(cè)量算法
BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)修正熔池紅外圖像焊縫寬度測(cè)量算法班海燕，陳 劍（寧夏國(guó)際招標(biāo)有限公司，寧夏銀川750021）在激光焊接中，焊縫寬度的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化對(duì)于描述焊接質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。焊縫寬度的準(zhǔn)確測(cè)量有助于理解焊接過(guò)程，獲得焊接質(zhì)量控制模型。針對(duì)大功率光纖激光焊接304型不銹鋼過(guò)程，利用高速攝像機(jī)，獲得清晰的熔池動(dòng)態(tài)紅外圖像。紅外圖像僅僅是熔融焊縫處的熱成像，難以準(zhǔn)確測(cè)量焊縫寬度，必須利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加以修正，得到實(shí)際焊縫寬度。三組試驗(yàn)結(jié)果表明了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)焊縫
電焊機(jī) 2016年7期2016-12-07
- 擠密樁結(jié)構(gòu)處理濕陷性黃土客運(yùn)專(zhuān)線路基應(yīng)用探討
11.021轉(zhuǎn)爐熔池液位的高低直接體現(xiàn)轉(zhuǎn)爐內(nèi)反應(yīng)空間的大小，決定轉(zhuǎn)爐吹煉過(guò)程氧槍槍位的高低，影響轉(zhuǎn)爐過(guò)程造渣控制的難易程度，影響轉(zhuǎn)爐噴濺，影響轉(zhuǎn)爐鋼鐵料消耗和各種鋼輔料消耗等。2013年3～5月中旬，凌鋼120噸轉(zhuǎn)爐噴濺嚴(yán)重，槍齡低，為此采取了控制轉(zhuǎn)爐熔池液位的基本措施，并取得了較好的效果。1 轉(zhuǎn)爐熔池液位測(cè)量及注意事項(xiàng)1.1 測(cè)量方法轉(zhuǎn)爐熔池液位是指轉(zhuǎn)爐裝入定量鐵水冷料熔化為液態(tài)后轉(zhuǎn)爐爐底到熔池液面的距離。在轉(zhuǎn)爐實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，通常不直接測(cè)量此距離，而是
中國(guó)高新技術(shù)企業(yè) 2016年11期2016-04-20
- A304不銹鋼薄板激光焊接熔池受力分析
銹鋼薄板激光焊接熔池受力分析周世杰1，李云濤2，司永宏1，段瑞1，紀(jì)東生1，（1.天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院，天津300060；2.天津理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，天津300384）開(kāi)展A304不銹鋼薄板激光焊接實(shí)驗(yàn)，并在相同實(shí)驗(yàn)參數(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)激光熱源進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，利用有限元軟件進(jìn)行三維流場(chǎng)數(shù)值模擬。根據(jù)流體力學(xué)原理，計(jì)算出A304不銹鋼的雷諾數(shù)Re為2.415，所以A304不銹鋼熔池內(nèi)液相流動(dòng)形式為層流；并在考慮融化潛熱、外部環(huán)境的散熱和材料的熱
電焊機(jī) 2015年11期2015-11-23
- TC4鈦合金光纖激光焊接熔池尺寸與近紅外光信號(hào)之間的關(guān)系
有熔化焊工藝中，熔池特征決定焊縫成形，熔池形狀尺寸、溫度場(chǎng)和動(dòng)態(tài)變化是影響焊縫內(nèi)在質(zhì)量和外表成形好壞的主要因素[3]，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)熔池形貌和穩(wěn)定性對(duì)于指導(dǎo)焊接工藝和保證焊接質(zhì)量具有重要作用。高向東等[4]利用高速紅外攝像儀研究發(fā)現(xiàn)光纖激光焊接中，熔池溫度梯度參數(shù)與激光束和焊縫的偏離程度成線性關(guān)系；P·G·Sanders等[5]利用紅外傳感器發(fā)現(xiàn)熔池紅外光信號(hào)強(qiáng)度與焊接熔深之間具有線性關(guān)系；Yousuke Kawahito等[6]在光纖激光焊接中利用高速攝像研究
航空制造技術(shù) 2015年19期2015-05-31
- 下向MAG焊熔池在外加高頻交變磁場(chǎng)下的自動(dòng)成形控制
大焊接電流時(shí)破壞熔池成形平衡，造成鐵液流淌，導(dǎo)致焊縫熔合不好、厚度不均等問(wèn)題，而當(dāng)應(yīng)用小焊接電流時(shí)，會(huì)降低焊接效率[1]。激光焊+電弧焊等高密度焊接工藝能量密度高，焊接效率好，但其成本高、現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性差等缺點(diǎn)，導(dǎo)致無(wú)法被廣泛應(yīng)用。研究表明，后置、前置進(jìn)給技術(shù)會(huì)使電弧偏斜，一定程度上減小重力影響。而外加電磁力的全位置焊能明顯減小熔池重力的不利影響，當(dāng)前磁控焊接研究主要對(duì)象是水平位置焊。目前國(guó)內(nèi)外研究集中在磁控電弧對(duì)水平位置焊焊縫熔覆率、焊縫尺寸以及組織性能的影
電焊機(jī) 2015年8期2015-03-12
- 考慮自由表面的TIG焊熔池行為數(shù)值模擬
由表面的TIG焊熔池行為數(shù)值模擬石 玗1，郭妍寧2，黃健康2，樊 丁1，顧玉芬2（1.蘭州理工大學(xué)甘肅省有色金屬新材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730050；2.蘭州理工大學(xué)有色金屬合金及加工教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730050）根據(jù)TIG焊接過(guò)程中的實(shí)際情況，利用VOF方法追蹤自由表面，建立了包括自由表面的三維瞬態(tài)TIG焊熔池模型。采用FLUENT軟件，考慮浮力、電弧壓力、電磁力以及表面張力，對(duì)不同焊接電流下的TIG焊熔池行為進(jìn)行數(shù)值模擬，得到了熔池的溫度場(chǎng)
電焊機(jī) 2015年7期2015-01-16
- 熔池形狀分析法在平板焊接技術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用
830026)熔池形狀分析法在平板焊接技術(shù)培訓(xùn)中的應(yīng)用張紅 姜新成(國(guó)王新疆電力公司培訓(xùn)中心,新疆烏魯木齊 830026)單面焊雙面成型焊接技術(shù)是焊接作業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，熔池形狀分析法是通過(guò)觀察焊接過(guò)程中熔池的形狀和熔孔的大小確度焊條的送進(jìn)位置和熔化時(shí)間，從而達(dá)到減少焊接缺陷，提高焊接質(zhì)量的目的。焊接 缺陷 熔池平板對(duì)接單面焊雙面成型操作技術(shù)在學(xué)習(xí)過(guò)程中容易出現(xiàn)未焊透、弧坑裂紋、焊瘤等缺陷。1 焊前準(zhǔn)備工藝要求清除試件坡口兩側(cè)20mm范圍內(nèi)油、銹及污物，使其
中國(guó)科技縱橫 2014年7期2014-12-07
- 2A16鋁合金TIG焊熔池模擬
6鋁合金TIG焊熔池模擬莫春立，耿曉瑋，周相海,叢 榕(沈陽(yáng)航空航天大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，沈陽(yáng) 110136)通過(guò)FLUENT軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，針對(duì)2A16鋁合金TIG焊接過(guò)程，建立移動(dòng)焊接熔池模型，考慮了表面張力、浮力、電磁力等對(duì)熔池流動(dòng)的影響，模擬分析不同焊接電流條件下，熔池溫度場(chǎng)和流場(chǎng)變化情況，以及熔池形貌變化。模擬結(jié)果直觀顯示焊接熔池形貌、溫度場(chǎng)、流場(chǎng)分布狀況，熔池流場(chǎng)分為兩部分，在熔池表層，金屬液由中間流向邊緣，熔池底部金屬液有邊緣流向中間，
沈陽(yáng)航空航天大學(xué)學(xué)報(bào) 2014年3期2014-08-29
- 激光熔覆熔池檢測(cè)控制技術(shù)的研究進(jìn)展
240）激光熔覆熔池檢測(cè)控制技術(shù)的研究進(jìn)展陳殿炳，鄧琦林（上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，上海 200240）激光熔覆是近年來(lái)蓬勃發(fā)展的新型制造技術(shù)，很多研究試圖從激光熔池的檢測(cè)入手來(lái)提高激光熔覆工藝的自動(dòng)化程度，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率。針對(duì)同步送粉激光熔覆工藝中熔池檢測(cè)控制技術(shù)近年來(lái)的研究狀況進(jìn)行了綜述。首先介紹了各種類(lèi)型的檢測(cè)設(shè)備及其安裝方法；其次介紹了熔覆工藝參數(shù)對(duì)檢測(cè)信號(hào)的影響及熔池檢測(cè)信號(hào)同熔覆質(zhì)量之間的關(guān)系；然后介紹了基于熔池檢測(cè)技術(shù)的激光熔覆閉環(huán)控
電加工與模具 2014年5期2014-04-14
- 激光熔覆熔池圖像檢測(cè)研究
241）激光熔覆熔池圖像檢測(cè)研究陳殿炳1，曹朋2，鄧琦林1（1.上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院，上海200240；2.英特爾亞太研發(fā)有限公司，上海200241）針對(duì)激光熔覆系統(tǒng)建立了熔池圖像采集系統(tǒng)，并對(duì)采集的熔池圖像進(jìn)行處理，獲得了熔池的面積。利用該檢測(cè)系統(tǒng)研究了不同激光功率、掃描速度、送粉率條件下的熔池圖像變化規(guī)律。同時(shí)，研究了不同工藝參數(shù)條件下，熔池圖像與熔覆質(zhì)量之間的關(guān)系。激光熔覆；熔池；圖像處理；熔覆質(zhì)量激光熔覆是利用高能激光束將基體表面薄層與熔
電加工與模具 2014年6期2014-04-14
- 基于多視覺(jué)的熔池圖像處理與特征提取
線監(jiān)控，通過(guò)觀察熔池形狀從而判斷焊接質(zhì)量的高低[1-2]。熔池信息能直接反映焊縫外觀形狀、外部缺陷以及判斷內(nèi)部成形是否良好。由于焊接熔池是動(dòng)態(tài)的，焊接過(guò)程中產(chǎn)生的強(qiáng)烈弧光以及熔池類(lèi)鏡面反射等特性，使得實(shí)時(shí)獲取熔池信息比較困難。熔池形狀參數(shù)通常包括熔池半長(zhǎng)、最大熔寬和熔池面積等。對(duì)熔池圖像進(jìn)行處理的目的是檢測(cè)熔池邊緣，進(jìn)而獲得熔池特征。針對(duì)熔池特征提取人們已經(jīng)做了很多研究，文獻(xiàn)[3-4]通過(guò)對(duì)焊接熔池圖像進(jìn)行提取和分析，成功提取熔池邊緣和激光條紋邊緣，計(jì)算出
電焊機(jī) 2013年5期2013-08-29
- 焊接技能培訓(xùn)的關(guān)鍵是焊接熔池的控制
0）熔化焊的焊接熔池是指由熔化的局部母材和填充材料所組成的具有一定幾何形狀的液態(tài)區(qū)域。而焊縫是指熔池凝固后所形成的固態(tài)區(qū)域。因此焊接熔池和焊縫之間存在著內(nèi)在的、必然的聯(lián)系。也就是說(shuō)焊縫金屬的組織和性能不僅取決于焊縫的相變行為，而且受到焊接熔池結(jié)晶行為的直接影響。如在焊條電弧焊的焊接技能培訓(xùn)過(guò)程中，學(xué)生能否提前感知、及時(shí)發(fā)現(xiàn)并根據(jù)焊接熔池的形成、發(fā)展和變化規(guī)律，正確采用切實(shí)可行、有效的操作方法，調(diào)節(jié)各種焊接工藝參數(shù)來(lái)控制熔池的大小、形狀、厚薄，使熔池清晰、渣
時(shí)代農(nóng)機(jī) 2013年1期2013-08-24
- 全位置MAG焊縫成形控制技術(shù)及研究進(jìn)展
差。全位置焊接時(shí)熔池容易失穩(wěn)，造成鐵水流淌，出現(xiàn)熔合不良現(xiàn)象，影響焊縫穩(wěn)定成形。②焊接效率低，成本高。對(duì)于MAG焊工藝，全位置焊需要采用比較小的平均電流（工程上一般小于200A），導(dǎo)致全位置焊接效率比較低。采用高能密度焊接工藝技術(shù) （激光焊、激光＋電弧焊、電子束焊）［3－4］，可以實(shí)現(xiàn)小熔池的全位置焊接和提高焊接生產(chǎn)率，但該工藝成本高，現(xiàn)場(chǎng)適應(yīng)性差，難以大面積推廣應(yīng)用。當(dāng)前在全位置焊接中，為提高焊接質(zhì)量和效率，主要采用焊接自動(dòng)化設(shè)備或開(kāi)發(fā)專(zhuān)用焊接電源［5］
中國(guó)機(jī)械工程 2012年10期2012-07-25
- 100 t 頂?shù)讉?cè)吹轉(zhuǎn)爐熔池混勻行為
t 頂?shù)讉?cè)吹轉(zhuǎn)爐熔池混勻行為鐘良才1，周小賓1，朱英雄1，陳伯瑜2，黃標(biāo)彩2，曾興富2（1.東北大學(xué) 材料與冶金學(xué)院，沈陽(yáng) 110004;2.福建三鋼集團(tuán)公司，福建 三明 365000）在實(shí)驗(yàn)室建立了100 t頂?shù)讉?cè)吹轉(zhuǎn)爐模型，研究了側(cè)吹槍的直徑、側(cè)吹位置、側(cè)吹氣量和底吹氣量對(duì)轉(zhuǎn)爐熔池混勻時(shí)間的影響.結(jié)果表明，采用側(cè)吹技術(shù)可以顯著降低頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐熔池的混勻時(shí)間;當(dāng)側(cè)吹氣量小時(shí)，小直徑的側(cè)吹槍有利于降低熔池混勻時(shí)間;本研究的側(cè)吹位置對(duì)熔池混勻時(shí)間影響不顯著;
材料與冶金學(xué)報(bào) 2011年4期2011-12-28
- 基于Fluent熔池內(nèi)部受力的數(shù)值分析
基于Fluent熔池內(nèi)部受力的數(shù)值分析石 玗1，郭朝博2，許樂(lè)生2，李衛(wèi)東2，黃健康2，樊 丁1(1.蘭州理工大學(xué)甘肅省有色金屬新材料省部共建國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室，甘肅蘭州730050；2.蘭州理工大學(xué)有色金屬合金省部共建教育部重點(diǎn)試驗(yàn)室，甘肅蘭州730050)根據(jù)TIG焊熔池的實(shí)際情況，建立了定點(diǎn)熱源作用下TIG熔池的二維軸對(duì)稱(chēng)數(shù)學(xué)模型。利用FLUENT軟件及其UDF進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，同時(shí)考慮了相變潛熱、材料熱物理性參數(shù)隨溫度變化等問(wèn)題，對(duì)熔池中的流場(chǎng)及溫度場(chǎng)進(jìn)行
電焊機(jī) 2011年9期2011-11-14
- 光纖激光焊接熔池和小孔的高速攝像與分析
4)光纖激光焊接熔池和小孔的高速攝像與分析孟宣宣，王春明，胡席遠(yuǎn)(華中科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，湖北武漢430074)采用主動(dòng)光源和光學(xué)窄帶濾光片等輔助器件，利用高速攝像技術(shù)對(duì)光纖激光焊接過(guò)程中的熔池和小孔進(jìn)行了拍攝，獲得了較為清晰的熔池和小孔圖像，以及不同激光功率下光纖激光焊接熔池和小孔的實(shí)際尺寸，可以為光纖激光焊接熔池和小孔的模擬提供可靠的參考依據(jù)。對(duì)高速攝像圖片和焊縫熔深波動(dòng)以及焊縫形貌進(jìn)行了分析。結(jié)果表明：小孔前沿附近是光纖激光焊接過(guò)程中飛濺產(chǎn)生
電焊機(jī) 2010年11期2010-09-06
- 淺談如何提高焊接操作技術(shù)水平
焊雙面成形技術(shù)；熔池形狀；焊接規(guī)范；運(yùn)條手法中圖分類(lèi)號(hào)：U755文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2009）05-0045-02鍋爐及壓力容器等重要結(jié)構(gòu)，要求接頭安全焊透，但由于受結(jié)構(gòu)尺寸及形狀等的限制，有時(shí)無(wú)法進(jìn)行雙面焊接。只能開(kāi)單面坡口的特殊操作方法單面焊雙面成形技術(shù)。它是手弧焊中難度較大的一種操作技能。焊接立焊時(shí)，由于熔池溫度過(guò)高，在重力的作用下，焊條熔化所形成的熔滴及熔池中的鐵水易下淌形成焊瘤、焊縫兩側(cè)形成咬邊。溫度過(guò)低時(shí)易產(chǎn)生夾渣，反面
中國(guó)高新技術(shù)企業(yè) 2009年5期2009-06-17