一、熔化极电弧焊熔滴过渡特征信息的提取（论文文献综述）
任乐[1]（2021）在《超窄间隙焊接多源异构信息系统及熔合状态识别研究》文中提出随着厚板结构和高强材料在民用及国防重大装备中的广泛应用,产量需求与经济效益,生产工艺与焊接质量之间的矛盾日益加剧。超窄间隙焊接方法成为当代焊接技术的重要研究方向。然而约束电弧在深窄且时变坡口内极为敏感,难以稳定,易产生电弧攀升风险,导致底部侧壁出现未熔合或临界熔合状态。均匀良好的熔合状态是优质接头的重要表征,但感知困难,常规焊后检测方法亦存在诸多不足。焊接全过程多源异构信息内涵丰富,有助于状态识别、反馈调节等。因此,基于其识别熔合状态具有经济、非接触且有效的特性,对推广超窄间隙焊接的实际广泛应用有着关键积极意义。本文构建了超窄间隙焊接多源异构信息系统,将采集全过程信息与产生机理相结合,旨在为知识获取、实验研究和应用验证提供可靠数据支持。围绕有效反映焊接过程的关键信号进行深度分析提取相关特征,对高维特征向量降维后借助机器学习理论建立超窄间隙焊接底部侧壁熔合状态识别模型,实现三种典型熔合状态的有效区分。本文工作主要包括以下内容:研制超窄间隙焊接试验平台,设计并搭建焊接过程多源信息采集系统,包含信息采集硬件平台和软件系统,准确、实时、同步获取焊机电压、电弧电压、焊接电流及电弧声等多源过程信息,为后续分析提供数据驱动支持。基于Lab VIEW和Access软件,结合Lab SQL工具包及三菱PLC编程口通信协议开发了一套超窄间隙焊接多源异构信息系统软件,集成身份验证、参数记录、参数预置、信息监测交互、采集存盘、波形回显等功能。在进行焊接试验的基础上,采集记录全过程信息。提出一种基于VMD、S-G滤波、小波阈值降噪的分类重构滤波方法,针对性地使有效信息得到最大程度保留。通过对电信号与电弧声信号的深度分析,结合其产生机理,模拟焊工智能辨识行为对多源异构信息进行处理,并提取有效特征构建高维联合特征向量。基于PSO优化LSSVM建立超窄间隙焊接底部侧壁熔合状态识别模型。特征向量经KPCA降维后得到的低维主元分量作为识别模型输入。对厚钢板及钢轨的试验验证表明,所建立的识别模型具有良好的准确性和泛化应用能力,可实现三类熔合状态的高精度识别。为参数调节、异常工况诊断与自愈控制等智能决策提供了新的依据,为实现超窄间隙焊接质量的智能化在线预测与控制奠定了一定基础。
吴东亭[2]（2021）在《旁路耦合双丝间接电弧焊工艺及堆焊层性能研究》文中研究说明双丝间接电弧焊（Twin-wire Indirect Arc Welding,TWIAW）是一种新开发的高效节能焊接工艺,具有较高的熔敷效率、较低的母材热输入、较小的熔合比及焊件变形等特点,但该工艺的焊接工艺窗口窄,容易在焊趾部位出现熔合不良等工艺缺陷,成为制约该工艺工程应用的瓶颈。为了解决双丝间接电弧焊工艺窗口窄的问题,将双丝间接电弧焊中产热量较大、熔化速度较快的阴极焊丝与被焊工件直接连接在一起,形成旁路耦合双丝间接电弧焊（Bypass Coupling Twin-Wire Indirect Arc Welding,BC-TWIAW）。本文采用工艺实验与数值模拟相结合的研究方法,对BC-TWIAW的电弧特性、熔滴过渡和焊接温度场等进行深入研究,对比研究不同焊接工艺参数下焊缝成形的影响规律,揭示双丝间接电弧与旁路耦合直接电弧的复合特性;探明BC-TWIAW堆焊层耐腐蚀性能和耐磨损性能的变化规律及作用机理。利用旁路耦合电弧来解决双丝间接电弧焊工艺窗口窄、易于出现焊接缺陷的同时,也保留了间接电弧焊母材热输入低、熔敷效率高的优势,可制备性能良好的堆焊层。通过高速摄像系统、焊接电流/电弧电压同步采集装置等研究了焊接过程中焊接电流分配机制、双丝间接电弧与旁路耦合直接电弧的耦合机制和两焊丝端部熔滴过渡行为。研究发现,两焊丝的送丝速度影响两电弧的电流,阳极送丝速度是影响焊接总电流的主要因素,阴极送丝速度是影响间接电弧电流、间接电弧与直接电弧的电流分配比例的主要因素。随阳极焊丝送丝速度增大,焊接总电流增大;随阴极焊丝送丝速度增大,间接电弧电流增大,间接电弧电流与直接电弧电流的比值增大。通过两极送丝速度优化匹配,双丝间接电弧和旁路耦合直接电弧可以形成同步稳定燃烧的复合电弧;阳极焊丝的熔滴呈射滴过渡,而阴极焊丝的熔滴则呈大滴状沿液桥流入熔池。在工艺实验获得的双丝间接电弧和旁路耦合直接电弧的电弧特性和耦合特性的基础上,建立旁路耦合双丝间接电弧焊接的“双椭圆面+双椭球体”复合热源模型,并通过时间步长控制进行移动热源周期性加载,编辑APDL语言命令流利用有限元软件ANSYS对焊接加热和冷却过程进行数值模拟,数值模拟结果表明同等总焊接电流条件下BC-TWIAW对母材的热输入较低,熔敷金属及热影响区的加热和冷却速度较快,母材的熔化量较少,热影响区较窄,可以有效降低熔敷金属的稀释率。利用ER308奥氏体不锈钢焊丝作为填充材料,在常规低碳钢Q235钢板上用旁路耦合双丝间接电弧焊进行18-8系奥氏体不锈钢堆焊实验,通过微观组织、晶间腐蚀敏化指数、点蚀电压、表面钝化膜特性分析等,探讨堆焊过程中熔池的凝固模式和焊缝的冷却过程及堆焊层的耐腐蚀机制。研究结果表明,与同等焊接电流的MIG焊相比,旁路耦合双丝间接电弧焊获得了以下奥氏体为主且晶粒细小、δ铁素体含量较高且弥散分布的18-8不锈钢堆焊层组织,显着提高了不锈钢堆焊层的耐晶间腐蚀及耐点蚀性能。两极焊丝分别采用镍基高温合金焊丝和铁基耐磨药芯焊丝配合制备高温耐磨堆焊层,探讨焊接工艺参数对堆焊层外观成形、微观组织、化学成分、耐蚀性及高温耐磨行为的影响规律,研究了碳化物增强的镍基堆焊层的熔池结晶机制和高温磨损机制等。研究结果表明,利用BC-TWIAW配合镍基焊丝及耐磨焊丝获得了高温耐磨镍基堆焊层,其高温耐磨性是由γ-Fe-Ni基体的抗氧化能力和Nb-C、Cr-C等硬质相骨架结构的综合影响来决定。
安琪[3]（2021）在《旁路耦合双丝间接电弧增材制造工艺研究》文中指出双丝间接电弧焊是一种新型的焊接工艺,具有熔覆效率高、对母材热输入低、工件变形小的特点,这些优势使其具有了应用于增材制造的潜力。本文探讨了旁路耦合双丝间接电弧在电弧增材制造中的应用,并与传统MIG工艺做了对比。首先研究了焊接工艺参数对熔滴过渡行为和电弧形态的影响,发现送丝速度直接影响熔滴过渡,随正极焊丝送丝速度增加,焊接总电流增加,正极焊丝由滴状过渡向射滴过渡转变,而阴极焊丝则以大滴过渡为主;正极焊丝与负极焊丝形成的熔滴呈现一定夹角,负极送丝速度的增加可以增大双丝间接电弧电流,增加焊丝熔化量。旁路耦合的双丝间接电弧系统由双丝间接电弧和焊丝工件之间的直接电弧组成,依赖于正负极送丝速度的匹配,大部分时间两个电弧交替燃烧,也存在同时燃烧的现象。焊接总电流由正极焊丝送丝速度决定,负极送丝速度影响间接电弧电流与直接电弧电流的分配比例。在相同焊接总电流条件下,利用旁路耦合双丝间接电弧作为热源进行增材制造与传统MIG增材制造相比,可提高增材制造效率,并显着降低对基板的热输入及变形。随着负极送丝速度增加,增材制造效率提高更加突显。用镍铬18-8不锈钢焊丝制造的增材制造产品的耐腐蚀性能的研究结果显示:①双丝间接电弧增材制造过程中的工艺稳定性随焊接电流增大而增强。②双丝间接电弧焊增材制造产品的耐蚀性随着负极送丝速度增强。采用相同的总焊接电流条件下,旁路耦合双丝间接电弧焊增材制造与传统的MIG焊电弧增材制造相比,采用双丝间接电弧热源的增材制造产品不但具有更高的制造效率,更具有更好的耐晶间腐蚀性能及耐点蚀性能。双丝间接电弧焊增材制造产品与MIG增材制造产品力学性能研究结果显示:①通过MIG增材制造方法和旁路耦合双丝间接电弧焊增材制造方法获得的增材制造产品,抗拉强度相差不大,塑性与强度等力学性能基本一致。②慢应变速率应力腐蚀结果显示:旁路耦合双丝间接电弧焊制造的镍铬18-8产品在腐蚀性环境中强度远超出MIG增材制造增材制造产品;两种增材制造方法获得的25-20产品的慢应变速率应力腐蚀性能基本一致。两种增材制造方法制备出的产品的断口形貌为韧窝状,其断裂方式为韧性断裂。
杨元庄[4]（2021）在《基于视觉的焊剂片约束电弧焊接三明治板动态过程行为研究》文中研究指明高强钢三明治板以其轻量化、高强度、耐冲击等优点,在航空航天、轨道运输、船舶等领域具有巨大的应用前景。针对高强钢三明治板焊接加工难题,本文利用焊剂片约束电弧（FBCA）焊接方法,获得了成形良好的T形接头（I型金属三明治板最基本单元）。在FBCA焊接高强钢三明治板中,电弧行为、熔滴过渡模式及熔池行为等焊接动态过程行为是影响焊接稳定性及焊接质量的关键因素。本文采用高速摄像系统、电信号采集系统,对焊接过程信息进行实时采集并运用图像处理算法对焊接动态过程行为进行定量化研究,并初步获得了图像特征参数与焊接稳定性及焊接质量关系。本研究为基于视觉系统的焊接电弧及熔池行为定量化研究奠定了基础,为实现FBCA焊接过程实时控制及工程应用提供了理论基础。本文首先对焊剂片及FBCA焊接电弧光谱进行分析,对图像进行预处理并建立特征参数体系。对焊剂片进行热重-红外（TG-IR）分析,结果表明:焊剂片主要以水蒸气、CO2的形式分解,电导率仅0.7 S/m,能有效防止窄间隙焊接中电弧攀升问题,优化焊缝成形。通过对电弧光谱采集,确定了650 nm、810 nm波长滤光片及650 nm波长激光背光源,为试验系统的搭建及试验开展奠定了基础。搭建电信号采集系统和高速摄像系统,对FBCA焊接焊剂片状态、电弧行为及熔滴过渡模式进行研究,结果表明:在设置焊接参数内,FBCA焊接存在短路过渡、粗滴过渡、排斥过渡、渣壁过渡、细滴过渡、亚射流过渡、射滴过渡及弧桥并存过渡,焊剂片状态存在小颗粒状、大颗粒状、液桥状及弧桥并存状,对电弧约束作用依次增大。在获得电弧图像基础上,进一步通过分析图像特征参数讨论电弧行为与焊接稳定性的关系,得到电弧宽高比平均值>1.00时,电弧约束程度较大;电弧宽高比变异系数<13.55时,电弧波动较小,焊接过程稳定。通过将以上研究与接头形貌对应关系的比较,当熔滴过渡模式为弧桥并存过渡、焊剂片为弧桥并存状/液桥状时,电弧被压缩,热量集中,燃烧过程稳定,接头质量最好。进一步对熔池正上方形貌进行采集,分析熔池形貌特征参数变化及焊缝形貌,结果表明:改变焊接参数,焊缝存在未熔合、未熔透、过熔透、熔透以及混合状态,当熔池宽度<5 mm,焊缝未熔合;当熔池长度<24.27 mm,5mm<熔池宽度<8.62 mm,焊缝未熔透;当25.49 mm<熔池长度<33.16 mm,熔池宽度<10.68mm,焊缝部分熔透;当熔池长度>37.14 mm,11.77 mm<熔池宽度<12.62 mm,焊缝表现为熔透状态,综合应用熔池特征参数可反映焊缝质量信息。在熔池正上方形貌分析的基础上,创新地提出了耐高温石英玻璃片代替一侧面板侧壁约束对侧边熔池形貌进行采集的方法,通过提取熔池边缘曲线并“归一化”处理,分析芯板内熔池特征参数变化,结果表明:芯板内熔池边缘波动程度存在:短路过渡>粗滴过渡>渣壁过渡/粗滴过渡>排斥过渡>细滴过渡>射滴过渡/亚射流过渡>弧桥并存过渡/粗滴过渡>弧桥并存过渡。随着熔池振荡角变化,芯板熔池边缘曲线出现混合U形（86.36°<熔池振荡角平均值<117.34°）、深U形（熔池振荡角平均值<81.56°）及浅U形（熔池振荡角平均值>126.17°）,焊接过程稳定性依次增强。当熔池边缘曲线呈现浅U形,电弧持续燃烧,电弧力作用均匀,焊接过程稳定,焊缝熔透,焊接质量最好。
管志忱[5]（2021）在《双丝AC交叉电弧增材制造工艺及性能研究》文中指出电弧增材制造技术是依靠焊接电弧把离散材料逐点逐层累积叠加形成三维实体的技术,与传统铸造、冲压等工艺相比,可以大大减小生产成本,较少材料浪费以及缩短研发周期。为了进一步提升电弧增材制造生产效率,电弧增材制造生产过程不断向自动化、智能化方向发展,特别是在原有的焊接基础上,开发新的高效焊接工艺,从焊接方法本身提升熔覆效率。针对目前工业更高效率的需求,提出了在堆垛时采用两根焊丝作为填充物,并且在两根丝之间加交流电的工艺来提高熔覆效率的方法,进行堆垛墙的制备。针对主弧电流、交流电电压与送丝速度等变量对其工艺方法进行分析,观测了这些参数对增材制造过程中熔滴过渡行为的影响。并且在该方法的基础上提出了采用双丝AC交叉电弧增材制造的方法进行梯度功能材料的制备,分析了堆垛层成形、微观组织以及力学性能的变化规律。在双丝AC交叉电弧增材制造工艺研究的过程中,首先搭建了双丝AC交叉电弧增材制造试验平台,在不锈钢基材上进行不锈钢双丝单道单层熔覆试验,分别对主弧电流、送丝速度比和交流电电压对双填丝工艺进行研究,探究这些参数对成形、热循环曲线等参数的影响。同时进行了双丝AC交叉电弧增材制造熔滴受力分析,讨论了不考虑主弧与交叉电弧相互作用下熔滴受力情况,在此基础上,结合所采集的电流电压与熔滴过渡过程来分析熔滴过渡模式。结果表明:主弧电流、送丝速度比和交流电电压对熔覆成形都有较大影响并最终确定主弧电流为80A,交流电压为48.4 V,两根焊丝送丝速度都为110 cm/min时,为最佳工艺参数。双丝AC交叉电弧由一个主弧和一个交流电弧组成,当丝间电压较高或电阻较低时,更容易形成稳定的电弧,此时交流电对熔滴过渡影响更大。由于受交叉电弧的电磁力影响,主弧周期性摆动,周期为50Hz,可以对熔池进行搅拌,细化晶粒,改善堆垛层质量。熔滴过渡周期和熔滴大小都与送丝速度呈负相关关系;随着交流电压的增大,左侧焊丝熔滴过渡周期与熔滴过渡直径都变大,右侧焊丝熔滴过渡周期与直径都减小,这是由于两个熔化极之间的电弧力变化造成的。在双丝AC交叉电弧增材制造的基础上,采用了异种丝材作为填充物进行梯度功能材料的制备并对钛合金进行了强化,同时对梯度钛合金材料电弧增材制造的单道单层、单道多层堆垛墙进行参数优化,得到了成形均匀、连续,没有明显缺陷的堆垛墙。在此基础上研究了不同送丝速度配比时,试样的组织及性能变化。结果表明:交流电的加入可以使主弧进行周期性摆动,且起到搅拌熔池的作用,一定程度上改善了成分不均匀的情况。结合EDS可知堆垛层内Ni元素均匀分布在枝晶上,在凝固过程中,Ni元素与Ti元素发生共析反应,生成Ti2Ni金属化合物,并在冷却过程中保留下来。通过XRD可知堆垛层内主要由α-Ti、Ti Ni和Ti2Ni组成。Ti Ni和Ti2Ni的同时存在可以提升堆垛层的强度和韧性。随着lnconel 625送丝速度的增加,堆垛层的硬度也逐层增加,其硬度值可以达到600HV,比基材的硬度提高300HV,堆垛层抗压强度也有较大提升达到了27KN。摩擦磨损试验中,lnconel 625送丝速度较快的区域呈现出较小的磨损区域,通过异种焊丝增材制造可以明显提升堆垛层表面的耐磨性。
刘孟晗[6]（2021）在《TC4钛合金激光-电弧复合焊接工艺研究》文中研究指明基于目前中厚板钛合金激光-电弧复合焊接的研究相对匮乏以及钛合金焊接表面氧化、气孔等问题,本文进行了8mm厚TC4钛合金激光-电弧复合焊接试验,探究合适的工艺确保焊接过程稳定以及焊缝成形优良,结合焊接稳定性、气孔的特征观察以及气孔的变化规律分析了气孔形成机理。建立熔滴受力模型与等离子体-电弧耦合模型,分析了等离子体、电弧二者的相互影响以及熔滴过渡的必要条件。结果表明,光致等离子体中的电子能够吸引以及稳定电弧;熔滴实现过渡的必要条件为沿焊丝方向促进熔滴过渡的力大于阻碍熔滴过渡的力。焊接稳定性研究表明,工艺参数的改变是熔滴过渡模式以及等离子体与电弧动态行为发生变化的主要原因。熔滴过渡模式、熔滴过渡频率、熔滴临界直径以及熔滴与激光束距离的变化与焊接稳定性密切相关;电弧的“攀爬”、“漂移”,电弧与光致等离子体分离以及电弧被压缩等行为影响电弧与等离子体的耦合状态,具有不稳定性特征;合适的工艺参数下熔滴过渡平稳、均匀,两热源耦合效果好,有利于焊接稳定性的提升。焊缝成形与微观组织研究表明,减小热输入、增大保护气体中氦气比例可降低焊缝表面氧化程度;当热输入增大时,焊缝形貌由“T”型向“X”型过渡;过大或过小的焊接速度均会导致咬边缺陷的形成;焊接电流以及保护气体中氦气比例的升高有利于改善焊缝咬边缺陷。TC4钛合金焊缝主要由马氏体α′、晶界α和转变后的β柱状晶组成,具有联生结晶以及外延生长的特点;焊缝中马氏体α′数量、晶界α尺寸与热输入有关;高水平的焊接热输入下,焊缝中发现粗大α的存在;焊接速度对焊缝内马氏体α′、晶界α数量与分布没有明显影响;焊接速度的变化影响焊缝激光区与电弧区β柱状晶的尺寸与生长趋势。焊缝气孔特征研究表明,TC4钛合金激光-电弧复合焊接焊缝产生两种气孔。工艺特征气孔形状多变且尺寸较大,孔壁上具有金属流动的痕迹。工艺特征气孔的形成源于焊接过程的不稳定;形状为圆形且尺寸较小的气孔为冶金特征气孔,多呈聚集趋势,是熔池中过饱和氢以及从焊缝背面进入熔池的保护气体依附钛合金表面氧化物形成的“气孔核”聚集、长大形成的。工艺参数对焊缝气孔形成的影响研究表明,随着激光功率的增大,焊缝气孔减少但尺寸增大;焊接电流、焊接速度以及保护气体成分对焊缝气孔形成的影响来源于焊接稳定性的变化。
罗磊[7]（2020）在《钢管拱桥拱肋高空自动焊接技术》文中进行了进一步梳理在钢管混凝土拱桥的建设过程中,拱肋由拱肋节段吊装到指定位置后通过法兰盘及焊缝连接而成,拱肋节段的焊接作业基本上在高空环境中完成,高空工作环境较为复杂,对焊接工程的效率、质量及工作人员的安全造成了一定影响。管道全位置自动焊接技术在石油管道行业中运用广泛,技术成熟,钢管混凝土拱桥拱肋的焊接与石油管道的焊接具有相似的特点,即焊缝具有高度统一性（不同位置的焊缝破口形状及尺寸基本相同）,因此将管道全位置自动焊接技术运用到钢管混凝土拱桥拱肋的焊接上具有很高的可行性,能够显着提高焊接工作的效率、质量稳定性及工作人员的安全性;同时钢管拱肋的焊缝又具有自己的特点:焊缝厚度更大,焊接层数更多,由于坡口尺寸的增大使得焊接过程中熔池的稳定性有所下降,在不同拱肋节段倾角下对焊缝的成形及质量有不同的影响。论文主要研究将管道全位置焊接技术运用到钢管混凝土拱桥拱肋环焊缝上,实现拱肋环焊缝焊接的自动化,主要解决的问题有:1.简化焊接参数设计:提出以“单位体积热量”为基准进行焊接参数的设计方法。2.不同倾角下焊缝表面成形规律及相应处理方法:焊缝表面成形主要受熔池稳定性影响,试验选取了0°、26.4°及42.7°3个倾角,在0°和26°倾角下,焊缝横向成形影响较小;42.7°倾角下,焊缝横向成形出现明显高差。相应的工艺处理办法为在焊缝横向高差约等于焊缝层高时对较低处进行补焊后再进入下一层的焊接。3.工艺区间的选择:经过Ansys对钢管焊接残余应力的分析,6区间工艺（半圈）整体优于4区间工艺;4.焊接数据的统一管理:编写了数据管理系统统一管理焊接机器人焊接参数、焊缝成形图片资料及有限元分析结果,有助于拱肋自动焊接技术的改进和推广。
李科[8]（2020）在《交替双弧焊接机理研究》文中进行了进一步梳理传统的单热源焊接技术比较成熟,但存在固有不足:其焊接电流和熔敷金属量近似成线性关系,两者无法解耦,提高熔敷金属量意味着增大焊接电流,从而会提高焊接热输入。很多情况下工件对焊接热输入有明确要求,因此对焊接电流有明确限制,这就使焊缝成形系数的控制范围非常有限。而且,常规单热源焊接工艺无法调节热输入的分布,也就无法降低焊趾处的温度梯度,在高速焊时容易产生焊接缺陷,阻碍焊接效率提高。本课题研究的交替双弧焊接工艺,辅助电弧可以在主弧和母材之间动态切换,随着电源开关管的切换,通过改变开关比率,便可调节辅助电弧的能量强度,实现焊接热输入与熔敷金属量的单独控制。本课题将现有的交替焊接试验平台进行优化,设计合理的焊接波形控制程序,通过工程经验法提高电源的动态响应,并更换电源核心控制板,合理布局电源电路走线,使焊接系统的焊接过程更加稳定和可靠。除此之外,设计搭建双枪装夹机构,实现复合焊枪空间位姿的精确调节;搭建电信号采集系统和高速摄像系统,为课题研究做好平台准备。设计双TIG电弧焊接试验,利用高速摄像技术,研究单上管持续导通和单下管持续导通两种情况下,两钨极在不同位姿参数时的电弧形态,解释不同电弧形态下的导电机理,总结双钨极不同空间位姿参数下的电弧形态规律,为交替双弧焊接工艺复合电弧的稳定性及熔滴过渡的稳定性研究做基础。设计TIG-MIG交替双弧复合焊接试验,利用高速摄像技术研究TIG-MIG交替双弧焊接时主弧和辅助电弧的行为,解释辅助电弧动态切换的机理。在保证电弧稳定切换的前提下,对单上管持续导通和单下管持续导通两种情况下熔滴进行受力分析,研究辅助电弧对MIG熔滴过渡的影响。并通过焊接试验探究丝极间距、辅助电弧电流大小以及上管导通时间对熔滴过渡稳定性的影响。对单丝MIG焊、单管导通的TIG-MIG复合焊以及交替导通的TIG-MIG复合焊的焊缝进行对比分析,找出不同焊接方法下的焊缝成形特点。对单丝MIG焊和TIG-MIG交替复合焊在提高焊接速度时的焊缝进行对比,验证交替双弧焊接工艺对改善焊缝质量的作用。本课题研究的复合焊接工艺方法既能实现熔敷金属量和焊接热输入的解耦,又可以调节焊接热输入的分布,降低母材的温度梯度,为高效焊接提供了一种新的方法。
王磊[9]（2020）在《焊剂片约束电弧焊接高强钢三明治板工艺方法及机理研究》文中认为在中国制造2025战略的要求下,如何通过材料的革新使高速载具轻量化成为重要议题。高强钢三明治板因其具有比强度高、比高度大、吸能性好的优点,为高速载具轻量化提供了极具潜力的解决方案。如何有效连接芯板与面板一直是金属三明治板加工过程的首要难题。为弥补激光焊高强钢三明治板T型接头焊缝宽度,根部存在明显间隙的缺陷,本文提出一种新的焊接方法,焊剂片约束电弧焊（FBCA）方法,用来加工制造高强钢三明治板。针对FBCA焊接T形接头过程中的焊剂片约束机理、电弧行为、熔滴过渡特性和电弧稳定性的问题,本文搭建了一套完整的FBCA焊接T形接头设备平台以及采集电弧行为的高速摄像系统和采集焊接过程中电信号的实时电流-电压采集系统。系统地研究了FBCA焊接T形接头的方法及设备,超窄间隙焊道内焊剂片对电弧的约束机理,不同工艺下FBCA焊接T形接头过程中的焊缝成形机理,不同工艺对FBCA焊接T形接头电弧行为的影响规律,不同工艺对FBCA焊接T形接头熔滴过渡特性及其电弧稳定性问题。并对最优工艺下的FBCA焊接T形接头焊缝的显微硬度,微观组织和力学性能进行了系统研究,最后提出了FBCA焊接高强钢三明治板的设备方法,论证了FBCA焊接方法用于高强钢三明治板生产的优势和可行性。此项工作的完成,系统性地提出了一种新的极具潜力的FBCA焊接方法,为进一步认识在超窄间隙焊道内,焊剂片作用下的电弧行为机理提供了系统性的理论支持,丰富了电弧物理内容,为FBCA焊接方法提供了工艺基础,同时为将FBCA焊接方法用于高强钢三明治板生产加工提供了有效的实践方法。具体获得了以下研究成果:成功实现了FBCA焊接T形接头。通过大量焊接实验,发现焊偏,焊漏与气孔夹渣是FBCA焊接T形接头过程中的主要缺陷。通过建立T形接头单侧焊漏模型,发现焊丝偏移量（Δx）、焊接电流（I）、焊根部表面长度（Lr）是影响焊缝侧漏的主要因素,控制焊丝对中运动误差小于1 mm时,可以有效防止焊偏,同时添加铜焊接垫片可以有效预防焊漏。而焊缝夹渣和气孔则主要由于焊剂片倒塌导致,外置贴片法可有效保证焊剂片状态稳定,避免焊缝夹渣和气孔。通过开展对焊剂片高温状态的研究和对比贴服焊剂片前后电弧行为的讨论,获得了焊剂片约束电弧的作用机理。其主要体现在三个方面:1.固壁约束作用（SWCE）:固态焊剂片不导电,绝缘的焊剂片可以有效防止电弧与侧壁导电,从而抑制电弧攀升现象,提高电弧燃烧稳定性。同时固态的焊剂片对电弧施加挤压效果,改变电弧形貌,从而相应改变熔滴过渡特性;2.热压缩效应（TCE）:焊剂片高温熔解,会带走大量电弧热量,从而调控电弧在坡口内的热量分布,改变面板和芯板熔深,同时,焊剂片熔解会对压缩电弧斑点,进一步改变电弧形貌和熔滴过渡形式;3.自造气-造渣功能:焊剂片熔化产生CO2气体和CaO-CaF2渣系,产生了特有的冶金保护效果,又由于焊剂片熔解产生了焊剂片熔滴,焊剂片熔滴与金属熔滴的作用过程形成了FBCA焊接过程特有的熔滴过渡特性。通过进一步开展不同焊接参数下的焊缝成形规律研究发现:FBCA焊接T形接头最佳工艺范围为:220-300 A,23-29 V,坡口宽度5-8 mm。FBCA焊接T形接头焊缝形貌与传统焊缝不同,呈现出类似正方形形貌,在焊缝表面呈现出扇形形貌,焊缝形貌扇形趋势随着焊接电压的增加而增加。通过探讨不同焊接参数下的电弧行为揭示了焊缝成形机理:电弧形貌与焊缝最终成形形貌一致。随着焊接电压的增加,电弧形貌由钟罩型转变为正方形;随着焊接电流的增加,电弧形貌由长方形转变为正方形再转变为锥形;而随着坡口间隙的增加,电弧形貌由正方形逐渐恢复到钟罩型。而焊缝表面呈现出扇形趋势主要是由于电弧在超窄间隙焊道内受到挤压,与传统电弧形貌分析不同,电弧在焊接长度方向被拉长,电弧形貌由于焊剂片失效成为燕尾形,导致焊缝表面熔宽增大。通过对不同工艺下FBCA焊接过程中熔滴过渡特性的研究发现:有短路过渡,弧桥并存过渡,细滴过渡和排斥过渡四种模式。焊接电压影响焊剂片约束电弧的程度。弱约束情况下,电弧形貌改变不大,电弧弧长短,熔滴有足够空间长大,金属熔滴重力成为主要熔滴过渡主导力,形成典型的短路过渡。强约束下,电弧被挤压,电弧形貌改变成正方形,电弧阳极斑点跳至焊丝端部,使金属熔滴整体受力阻碍其向下过渡,形成特有的弧桥并存过渡;其中成“桥”条件为金属熔滴受力为阻碍熔滴向下过渡,同时焊剂片熔滴直径大于金属熔滴直径。通过对不同工艺下的焊接过稳定性分析发现弧桥并存过渡和细滴过渡下由于其具有少的熄弧时间和短路时间,从而电弧稳定性最高。通过对FBCA焊接T形接头组织和力学性能研究发现:FBCA焊接T形接头没有出现明显的热影响区软化问题,接头的最大拉伸、弯曲和剪切载荷均大于激光焊接T形接头,主要因其有效地避免了T形接头根部的应力集中。最终,在以上研究的基础上,进行了FBCA焊接高强钢三明治板整板实验,搭建了FBCA焊接高强钢三明治板长焊缝的设备平台,获得了良好的FBCA焊接高强钢三明治板长焊缝的成形,并对其进行了无损检测,发现没有明显的焊接缺陷,为FBCA焊接高强钢三明治板生产提供了工艺基础。
袁文[10]（2020）在《旁路TIG焊增材制造熔丝过程建模仿真及控制》文中指出电弧增材制造方法是目前制造零部件快速成形的一种新技术,具有低成本、能量利用率高、研发周期短等优点,其广泛应用于工业生产领域。本文针对电弧增材制造过程存在的热积累严重、电弧起始位置和收弧位置塌陷、成形精度不足等问题,开展了旁路耦合电弧增材制造方法的研究,使电弧增材制造技术更加完善,更广泛地应用于工业生产中。在旁路TIG焊增材制造过程中,结合高速摄影仪和电流电压传感器同步采集的特性,建立了旁路TIG焊增材制造试验平台。观测了送丝速度、旁路电流、焊丝初始位置及送丝角度对增材制造过程熔滴过渡行为的影响。结果表明:熔滴过渡模式可分为自由滴状过渡、接触过渡,以及自由+接触的混合过渡模式。与熔滴的自由过渡模式相比,接触过渡模式的焊缝更均匀、美观。随着送丝速度的增加,熔滴逐渐从自由向接触过渡转变。旁路电流对焊接过程有耦合效应,随着旁路电流的增加,电弧存在先收缩后发散的现象。而且熔滴直径也受到电弧的影响,呈现出先减小后增加的趋势。对旁路电流取样分析,其分布趋势服从高斯分布。焊丝的初始位置对熔滴过渡模式有着直接的影响,在相同的送丝速度条件下焊丝的初始高度越大,熔滴的过渡频率越小。为了达到接触过渡模式,则需要更大的送丝速度才能实现理想的稳定过渡模式。由于钨极与熔池之间会形成导电通道,大送丝角度会使焊丝插入熔池,使熔池的稳定性遭到破坏。与大的送丝角度相比,小角度送丝更有利于熔滴过渡。同时,基于前期的试验过程及结果进行了旁路TIG电弧增材制造焊丝的熔化过程模型的建立,并分析了影响因素在焊丝熔化过程的内在影响,进一步验证了模型的准确性。同时对焊丝熔化过程的数学模型进行优化分析,还验证了所建立模型的稳定性。结果表明:在焊丝熔化模型中,送丝速度阶跃幅度较小,焊丝熔化过程波动性越小。旁路电流从0 A阶跃至4.5 A时,焊丝干伸长将会增加。但是从0 A阶跃到11.7 A时,焊丝的干伸长减小。总之,随着旁路电流的增加,焊丝的干伸长呈现出先增加后减小的变化趋势。送丝角度对焊丝的熔化过程的仿真结果表明,随着送丝角度的增加,焊丝的干伸长逐渐减小,而且下降的幅度呈现增加的趋势。送丝角度在40度到50度之间,旁路电流的仿真结果会产生阶跃行为。在增量式PID的控制下利用旁路电流作为目标设定值,逐渐增加的送丝速度可以使旁路电流趋于目标设定值4.2 A。测试了焊丝的旁路耦合熔化模型在外界干扰过程中的稳定性,通过增量式PID的调节约0.5 s就可以实现相对的稳定过程。最后,建立了旁路TIG焊增材制造自适应送丝控制试验平台。在总结前期熔滴过渡模式的基础试验和仿真结果,分析了熔滴随着送丝速度逐步增加的过渡模式的变化,辨识了熔滴从自由向接触过渡模式转变的旁路电流临界值,同时利用高速摄像仪和电流电压传感器采集熔滴的过渡行为,进一步利用确认的试验参数进行电弧增材制造试验。结果表明:旁路电流可以辨识熔滴的过渡模式,随着送丝速度的增加,熔滴从自由向搭桥过渡模式转变的临界旁路电流值为3.8 A。同时,证实了xPC实时控制系统可以减小或降低旁路电弧增材制造过程形成的塌陷现象。
二、熔化极电弧焊熔滴过渡特征信息的提取（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、熔化极电弧焊熔滴过渡特征信息的提取（论文提纲范文）
（1）超窄间隙焊接多源异构信息系统及熔合状态识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.1.1 课题背景 |
| 1.1.2 课题意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 内容与章节安排 |
| 第2章 超窄间隙焊接试验系统 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 系统机械结构 |
| 2.3 弧焊电源 |
| 2.4 控制系统 |
| 2.5 焊接过程多源信息同步采集平台 |
| 2.5.1 数据采集卡 |
| 2.5.2 电压信号采集模块 |
| 2.5.3 焊接电流采集模块 |
| 2.5.4 电弧声信号采集模块 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 多源异构信息系统 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多源异构信息检测与数据平台构建 |
| 3.3 试验系统软件平台 |
| 3.3.1 身份验证模块 |
| 3.3.2 用户管理模块 |
| 3.3.3 参数记录模块 |
| 3.4 参数预置与信息采集系统软件 |
| 3.4.1 编程口通信协议 |
| 3.4.2 参数预置软件 |
| 3.4.3 信息采集与状态监测软件 |
| 3.4.4 数据调取与回放软件 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 熔合状态特征提取 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 数据来源与分类标准 |
| 4.3 基于电信号的特征提取 |
| 4.3.1 经验模态分解与集成经验模态分解 |
| 4.3.2 变分模态分解 |
| 4.3.3 巴氏距离 |
| 4.3.4 分类重构滤波方法 |
| 4.3.5 线能量 |
| 4.3.6 多尺度排列熵 |
| 4.4 基于电弧声信号的特征提取 |
| 4.4.1 预处理 |
| 4.4.2 短时能量 |
| 4.4.3 平均振幅 |
| 4.4.4 梅尔倒谱系数 |
| 4.4.5 Moore响度 |
| 4.5 构造联合特征向量 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于多源信息特征降维的熔合状态识别 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 多源信息特征降维 |
| 5.2.1 核主成分分析 |
| 5.2.2 特征降维 |
| 5.3 熔合状态识别模型 |
| 5.3.1 LSSVM |
| 5.3.2 粒子群优化算法 |
| 5.4 厚钢板熔合状态识别 |
| 5.5 钢轨熔合状态识别 |
| 5.5.1 钢轨装配底座结构 |
| 5.5.2 约束成型装置 |
| 5.5.3 钢轨焊接试验 |
| 5.5.4 熔合状态识别 |
| 5.6 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录 B 攻读学位期间所参与的科研项目 |
（2）旁路耦合双丝间接电弧焊工艺及堆焊层性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究意义 |
| 1.2 间接电弧焊接的研究进展 |
| 1.2.1 双丝间接电弧焊 |
| 1.2.2 原子氢焊 |
| 1.2.3 双熔敷极焊条电弧焊 |
| 1.2.4 熔化极间接电弧焊接 |
| 1.2.5 钨极-熔化极间接电弧焊 |
| 1.2.6 动态双丝三电弧焊接 |
| 1.2.7 交叉耦合电弧焊接工艺 |
| 1.2.8 三丝间接电弧焊 |
| 1.3 旁路耦合电弧焊接的研究进展 |
| 1.3.1 双电极熔化极惰性气体保护焊 |
| 1.3.2 电弧热丝钨极氩弧焊工艺 |
| 1.3.3 双旁路耦合电弧熔化极气体保护焊 |
| 1.3.4 钨极-熔化极交替复合电弧焊接工艺 |
| 1.3.5 旁路分流MIG-TIG双面电弧焊 |
| 1.4 奥氏体不锈钢堆焊层耐蚀性研究 |
| 1.5 镍基高温耐磨堆焊层研究 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 研究方案、研究方法和实验材料 |
| 2.1 研究方案 |
| 2.2 研究方法 |
| 2.2.1 工艺稳定性及电弧特性和熔滴过渡研究 |
| 2.2.2 焊接温度场的数值模拟 |
| 2.2.3 不锈钢堆焊层的耐蚀性 |
| 2.2.4 镍基堆焊层的耐蚀性及高温磨损行为 |
| 2.3 实验材料 |
| 第3章 旁路耦合双丝间接电弧焊的工艺特性 |
| 3.1 焊接工艺参数对工艺稳定性的影响 |
| 3.1.1 阳极焊丝送丝速度对工艺稳定性的影响 |
| 3.1.2 阴极焊丝送丝速度对工艺稳定性的影响 |
| 3.1.3 焊接电源输出电压对工艺稳定性的影响 |
| 3.2 焊接过程的电弧特性和熔滴过渡 |
| 3.3 熔滴过渡的力学行为分析 |
| 3.4 焊接过程的熔池行为 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 旁路耦合双丝间接电弧焊的温度场数值模拟 |
| 4.1 焊接热源的作用模式 |
| 4.1.1 双丝间接电弧热源模型 |
| 4.1.2 旁路耦合直接电弧热源模型 |
| 4.2 有限元模型的建立 |
| 4.2.1 基本假设 |
| 4.2.2 控制方程及边界条件 |
| 4.2.3 几何模型及网格划分 |
| 4.3 移动热源的周期性加载 |
| 4.4 计算结果分析 |
| 4.4.1 数值模拟结果的验证 |
| 4.4.2 焊接温度场分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 奥氏体不锈钢堆焊层的耐蚀性 |
| 5.1 焊接电流和电弧电压的变化 |
| 5.2 堆焊层焊缝成形及金相组织 |
| 5.3 堆焊层晶间腐蚀实验 |
| 5.4 堆焊层点蚀实验 |
| 5.5 钝化膜的Mott-Schottky和阻抗谱测试 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 碳化物增强的镍基堆焊层的耐蚀性及高温磨损行为 |
| 6.1 焊接电流和电弧电压的变化 |
| 6.2 堆焊层焊缝成形及微观组织 |
| 6.3 堆焊层的化学成分及物相组成 |
| 6.4 堆焊层的耐腐蚀性能 |
| 6.5 堆焊层高温磨损行为分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读博士学位期间已发表的论文和已授权的专利 |
| 攻读博士学位期间参与科研项目和学术活动情况 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）旁路耦合双丝间接电弧增材制造工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 增材制造概述及发展现状 |
| 1.2 增材制造方法及研究现状 |
| 1.2.1 电子束自由成型 |
| 1.2.2 激光近净成型 |
| 1.2.3 电子束选区熔化 |
| 1.2.4 激光选区熔化 |
| 1.2.5 直接金属激光烧结 |
| 1.2.6 电弧增材制造 |
| 1.3 双丝间接电弧焊发展状况与前景 |
| 1.3.1 熔滴过渡研究现状 |
| 1.4 焊接产品耐蚀性研究现状 |
| 1.4.1 腐蚀现象 |
| 1.4.2 腐蚀机理研究方法:莫特-肖特基曲线 |
| 1.5 力学性能 |
| 1.5.1 拉伸试验 |
| 1.5.2 慢应变速率应力腐蚀 |
| 1.6 课题研究目的和主要内容 |
| 第2章 试验设备及材料 |
| 2.1 试验设备 |
| 2.1.1 焊接设备 |
| 2.1.2 电弧及熔滴过渡拍摄系统及电流电压数据采集装置 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.3 金相试验 |
| 2.4 电化学试验 |
| 2.4.1 晶间腐蚀试验 |
| 2.4.2 点蚀试验 |
| 2.4.3 莫特-肖特基曲线 |
| 2.5 力学性能试验 |
| 2.5.1 拉伸试验 |
| 2.5.2 慢应变速率应力腐蚀 |
| 第3章 正极送丝速度对焊接过程和熔敷层性能的影响 |
| 3.1 正极送丝速度变化对电流电压分配的影响 |
| 3.2 正极送丝速度变化对熔滴过渡行为的影响 |
| 3.3 正极送丝速度对熔敷层宏观形貌及增材制造效率的影响 |
| 3.3.1 多层熔敷层宏观形貌 |
| 3.4 ER308铬镍焊丝熔敷层微观组织及铁素体含量 |
| 3.4.1 正极送丝速度6m/min时熔敷层微观组织 |
| 3.4.2 不同正极送丝速度对熔敷层组织的影响 |
| 3.4.3 正极送丝速度对熔敷层组织中铁素体含量的影响 |
| 3.5 不同正极送丝速度对熔敷层耐蚀性的影响 |
| 3.5.1 正极送丝速度对熔敷层阻抗的影响 |
| 3.5.2 晶间腐蚀分析 |
| 3.5.3 点蚀分析 |
| 3.5.4 莫特-肖特基曲线 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 负极送丝速度对焊接过程和熔敷层性能的影响 |
| 4.1 负极送丝速度对电流电压分配情况的影响 |
| 4.2 负极送丝速度对电弧形态和熔滴过渡的影响 |
| 4.3 负极送丝速度对熔敷层宏观形貌及增材制造效率的影响 |
| 4.3.1 熔敷层宏观组织 |
| 4.4 熔敷层微观组织 |
| 4.4.1 负极送丝速度为4 m/min时熔敷层的微观组织 |
| 4.4.2 负极送丝速度对熔敷层微观组织的影响 |
| 4.4.3 不同负极送丝速度下熔敷层的铁素体含量变化 |
| 4.5 熔敷层的耐蚀性 |
| 4.5.1 负极送丝速度对熔敷层阻抗的影响 |
| 4.5.2 耐晶间腐蚀性能分析 |
| 4.5.3 耐点蚀性能 |
| 4.5.4 莫特-肖特基曲线 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 旁路耦合双丝间接电弧焊增材制造产品的力学性能 |
| 5.1 不同增材制造工艺下熔敷层宏观形貌 |
| 5.2 不同焊丝、不同增材制造方法下的熔敷层的微观组织分析 |
| 5.3 熔敷层力学性能分析 |
| 5.3.1 铬镍18-8焊丝增材制造拉伸强度分析 |
| 5.3.2 铬镍25-20焊丝增材制造抗拉强度分析 |
| 5.4 熔敷层慢应变速率应力腐蚀分析 |
| 5.4.1 铬镍18-8焊丝熔敷层慢应变速率应力腐蚀性能分析 |
| 5.4.2 铬镍25-20焊丝熔敷层慢应变速率应力腐蚀性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间发表的学术论文目录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（4）基于视觉的焊剂片约束电弧焊接三明治板动态过程行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 金属三明治板研究现状 |
| 1.2.2 焊剂片约束电弧焊研究现状 |
| 1.2.3 电弧行为及熔滴过渡研究现状 |
| 1.2.4 焊接熔池研究现状 |
| 1.3 主要课题思路、试验内容及创新点 |
| 1.3.1 课题研究思路 |
| 1.3.2 试验内容 |
| 1.3.3 创新点 |
| 第2章 试验材料、系统及方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验系统 |
| 2.2.1 焊接系统 |
| 2.2.2 高速摄像系统 |
| 2.2.3 电信号采集系统 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 电弧采集试验方法 |
| 2.3.2 熔池形貌采集试验方法 |
| 2.3.3 电信号采集试验方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 焊接过程图像预处理与特征参数体系建立 |
| 3.1 焊接过程图像预处理 |
| 3.2 焊接图像特征参数体系建立 |
| 3.2.1 电弧特征参数定义 |
| 3.2.2 正上方熔池特征参数定义 |
| 3.2.3 侧边熔池边缘曲线特征参数定义 |
| 3.3 接头形貌与焊缝质量定义 |
| 3.3.1 接头形貌定义 |
| 3.3.2 焊缝质量定义 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 FBCA焊接电弧行为及熔滴过渡模式研究 |
| 4.1 焊接参数对电弧行为及熔滴过渡模式影响 |
| 4.1.1 焊接电压对电弧、焊剂片及熔滴过渡模式影响 |
| 4.1.2 焊接电流对电弧、焊剂片及熔滴过渡模式影响 |
| 4.2 焊剂片约束电弧行为及状态分析 |
| 4.3 T形接头形貌分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 FBCA焊接熔池行为研究 |
| 5.1 正上方熔池形貌及焊缝成形研究 |
| 5.1.1 焊接参数对正上方熔池形貌影响研究 |
| 5.1.2 正上方焊缝成形分析 |
| 5.2 侧边熔池行为及焊缝成形研究 |
| 5.2.1 焊接参数对侧边熔池行为影响研究 |
| 5.2.2 侧边焊缝成形分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（5）双丝AC交叉电弧增材制造工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 高效电弧增材制造研究现状 |
| 1.2.1 磁控大电流GM AW高效焊接 |
| 1.2.2 T.I.M.E焊接 |
| 1.2.3 复合热源高效焊接方法 |
| 1.3 双丝高效焊技术研究进展 |
| 1.4 梯度材料的增材制造 |
| 1.4.1 激光增材制造制备梯度功能材料 |
| 1.4.2 电弧增材制造制备梯度功能材料 |
| 1.5 高效多丝电弧增材制造发展动态 |
| 1.6 本课题研究目标与研究内容 |
| 1.6.1 研究目标 |
| 1.6.2 课题研究内容 |
| 1.6.3 拟解决的关键性问题 |
| 1.7 拟采取的研究方法和路线 |
| 1.8 本文主要创新点 |
| 第2章 试验方法、材料及设备 |
| 2.1 双丝AC交叉电弧增材制造试验平台组成 |
| 2.2 试验材料及工艺参数 |
| 2.3 梯度功能材料组织及性能表征方法 |
| 2.3.1 梯度功能材料试样制备 |
| 2.3.2 显微硬度分析 |
| 2.3.3 微观组织形貌及成分分析 |
| 2.3.4 压缩实验 |
| 2.3.5 摩擦磨损 |
| 2.3.6 热物性分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 双丝AC交叉电弧增材制造工艺及熔滴过渡行为 |
| 3.1 双丝AC交叉电弧增材制造试验平台 |
| 3.2 双丝AC交叉电弧增材制造成形规律研究 |
| 3.2.1 主弧电流对成形的影响 |
| 3.2.2 送丝速度对成形的影响 |
| 3.2.3 交流电弧对成形的影响 |
| 3.3 双丝AC交叉电弧增材制造熔滴受力分析 |
| 3.4 双丝AC交叉电弧增材制造的熔滴过渡行为 |
| 3.4.1 电弧摆动行为分析 |
| 3.4.2 双丝的主弧电流对熔滴过渡行为的影响 |
| 3.4.3 双丝的送丝速度对熔滴过渡的影响 |
| 3.4.4 交流电压对熔滴过渡行为的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 双丝AC交叉电弧增材制造组织及性能分析 |
| 4.1 异种金属电弧增材制造试验 |
| 4.2 单道单层堆垛试样分析 |
| 4.3 单道多层试样微观组织研究 |
| 4.3.1 堆垛层不同区域微观形貌 |
| 4.3.2 堆垛层不同区域物相分析 |
| 4.4 单道多层试样力学性能研究 |
| 4.4.1 堆垛层不同区域显微硬度 |
| 4.4.2 堆垛层不同区域压缩性能分析 |
| 4.4.3 堆垛层不同区域摩擦磨损性能分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录 B 专利 |
| 附录 C 获奖情况 |
（6）TC4钛合金激光-电弧复合焊接工艺研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景和意义 |
| 1.2 钛合金的材料特点与焊接性 |
| 1.2.1 钛合金材料特点 |
| 1.2.2 钛合金的焊接性 |
| 1.3 钛合金焊接技术研究现状 |
| 1.3.1 激光-电弧复合焊接技术 |
| 1.3.2 其他焊接技术 |
| 1.4 本文研究内容 |
| 第2章 试验材料、设备与方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.2 试验设备 |
| 2.2.1 焊接设备 |
| 2.2.2 保护装置 |
| 2.2.3 焊接工作台 |
| 2.3 试验方法 |
| 2.3.1 焊前准备 |
| 2.3.2 焊接过程 |
| 2.3.3 焊后分析 |
| 第3章 复合焊接过程稳定性研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 激光-电弧耦合模型 |
| 3.2.1 等离子体的形成与特点 |
| 3.2.2 等离子体与电弧的相互影响 |
| 3.2.3 复合焊接熔滴受力分析 |
| 3.2.4 复合焊接不稳定性特征 |
| 3.3 复合焊接过程稳定性研究 |
| 3.3.1 激光功率对焊接过程稳定性的影响 |
| 3.3.2 焊接电流对焊接过程稳定性的影响 |
| 3.3.3 电弧电压对焊接过程稳定性的影响 |
| 3.3.4 焊接速度对焊接过程稳定性的影响 |
| 3.3.5 热源间距对焊接过程稳定性的影响 |
| 3.3.6 保护气体对焊接过程稳定性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 复合焊接焊缝成形与微观组织研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 工艺参数对焊缝成形的影响 |
| 4.2.1 焊缝成形研究方法 |
| 4.2.2 激光功率对焊缝成形的影响 |
| 4.2.3 焊接电流对焊缝成形的影响 |
| 4.2.4 焊接速度对焊缝成形的影响 |
| 4.2.5 保护气体成分及流量对焊缝成形的影响 |
| 4.3 工艺参数对微观组织的影响 |
| 4.3.1 TC4 钛合金焊缝组织特点 |
| 4.3.2 激光功率对焊缝微观组织的影响 |
| 4.3.3 焊接电流对焊缝微观组织的影响 |
| 4.3.4 焊接速度对焊缝微观组织的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 工艺参数对焊缝气孔的影响及气孔形成机理研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 复合焊接气孔特征 |
| 5.2.1 焊缝气孔X-ray成像特征 |
| 5.2.2 焊缝气孔分布、形貌与特点 |
| 5.3 工艺参数对气孔形成的影响 |
| 5.3.1 焊缝气孔的定量分析 |
| 5.3.2 激光功率对气孔形成的影响 |
| 5.3.3 焊接电流对气孔形成的影响 |
| 5.3.4 焊接速度对气孔形成的影响 |
| 5.3.5 保护气体对气孔形成的影响 |
| 5.4 气孔形成机理分析 |
| 5.4.1 工艺特征气孔产生过程与机理 |
| 5.4.2 冶金特征气孔产生过程与机理 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（7）钢管拱桥拱肋高空自动焊接技术（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 焊接机器人的发展及研究现状 |
| 1.3 焊接数值模拟的发展及研究现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 拱肋焊接工艺研究 |
| 2.1 桥梁简介 |
| 2.2 拱肋安装方式及焊缝形状 |
| 2.2.1 主拱节段安装体系 |
| 2.2.2 主拱对接焊缝 |
| 2.3 焊接工艺研究 |
| 2.3.1 焊接方法概述 |
| 2.3.2 焊接方法选择 |
| 2.3.3 焊接残余应力及变形分析 |
| 2.4 拱肋环焊缝分析 |
| 2.4.1 拱肋焊缝熔池特点 |
| 2.4.2 熔池稳定性控制方法 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 拱肋焊接试验 |
| 3.1 试验设备简述 |
| 3.1.1 焊接机器人介绍 |
| 3.1.2 焊接材料 |
| 3.1.3 试验钢材 |
| 3.1.4 其他试验设备 |
| 3.2 试验方案设计 |
| 3.2.1 试验倾角选择 |
| 3.2.2 焊接参数设计 |
| 3.3 试验过程 |
| 3.3.1 0°倾角焊接试验 |
| 3.3.2 26.4°倾角钢管试验 |
| 3.3.3 42.7°倾角焊接试验 |
| 3.4 焊缝探伤检测 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 拱肋环焊缝焊接数值模拟分析 |
| 4.1 有限元模型建立 |
| 4.1.1 有限元方法简介 |
| 4.1.2 材料物理性能参数 |
| 4.1.3 单元划分及边界条件 |
| 4.1.4 相关求解技术 |
| 4.2 环焊缝焊接数值模拟结果分析 |
| 4.2.1 焊接温度场 |
| 4.2.2 焊接应力场 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 拱肋焊接自动管理系统的开发 |
| A.1 系统开发目的 |
| A.2 数据库系统设计 |
| A.3 系统功能设计 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（8）交替双弧焊接机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外双弧及多弧焊接研究现状 |
| 1.2.1 双丝GMAW焊 |
| 1.2.2 旁路耦合电弧焊 |
| 1.2.3 Tri-Arc双丝电弧焊 |
| 1.2.4 TIG-MIG复合焊 |
| 1.3 课题研究内容 |
| 1.3.1 研究内容的提出 |
| 1.3.2 课题研究思路 |
| 1.4 课题研究意义 |
| 第2章 交替双弧焊接试验平台 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 交替双弧焊接实验系统 |
| 2.3 交替双弧焊接电源 |
| 2.3.1 电源波形控制方案 |
| 2.3.2 电源系统框架 |
| 2.4 电源控制系统优化 |
| 2.4.1 焊接波形控制程序优化 |
| 2.4.2 通信程序优化 |
| 2.4.3 电源动态响应性能优化 |
| 2.5 信号采集系统 |
| 2.5.1 电信号采集 |
| 2.5.2 高速摄像系统 |
| 2.6 双枪装夹机构 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 双TIG焊枪位姿与电弧形态关系研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验方案 |
| 3.3 双电弧形态规律研究 |
| 3.3.1 上管导通时双电弧形态规律 |
| 3.3.2 下管导通时双电弧形态规律 |
| 3.4 复合电弧稳定性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 TIG-MIG交替双弧焊接电弧形态及熔滴过渡 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验方案 |
| 4.3 TIG-MIG交替双弧焊接电弧形态分析 |
| 4.4 辅助电弧对熔滴过渡的影响 |
| 4.4.1 单上管导通时辅助电弧对熔滴过渡的影响 |
| 4.4.2 单下管导通时辅助电弧对熔滴过渡的影响 |
| 4.4.3 交替导通时辅助电弧对熔滴过渡的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 TIG-MIG交替双弧焊接焊缝成形 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验方案 |
| 5.3 焊缝成形对比分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）焊剂片约束电弧焊接高强钢三明治板工艺方法及机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 三明治板的研究 |
| 1.2.2 熔化极窄间隙焊接(NG-GMAW)的研究 |
| 1.2.3 熔化极电弧焊工艺过程的研究 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 1.4 本文创新点 |
| 第2章 焊剂片约束电弧焊高强钢T形接头试验方法及缺陷预防 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 焊剂片约束电弧(FBCA)焊接方法设计思路 |
| 2.3 实验材料,设备及方法 |
| 2.3.1 实验材料 |
| 2.3.2 实验设备 |
| 2.3.3 焊剂片设计及其制备工艺 |
| 2.3.4 FBCA焊接T形接头焊接方法 |
| 2.4 FBCA焊接过程缺陷形成及其预防措施 |
| 2.4.1 焊丝运动精度的影响 |
| 2.4.2 FBCA焊接T形接头焊缝芯板侧漏模型 |
| 2.4.3 焊接垫片的影响 |
| 2.4.4 焊剂片贴服方法的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 焊剂片约束电弧机理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验设备及方法 |
| 3.3 焊剂片的高温状态 |
| 3.4 焊剂片对于电弧燃烧位置的作用 |
| 3.4.1 电弧攀升现象 |
| 3.4.2 FBCA焊接T形接头电弧燃烧位置 |
| 3.4.3 电弧燃烧位置模型 |
| 3.5 焊剂片对于电弧形貌的作用 |
| 3.6 焊剂片对于电弧热量分布的作用 |
| 3.7 焊剂片对于电弧稳定性的作用 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 FBCA焊T形接头电弧行为及成形机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验设备及方法 |
| 4.3 焊缝形貌的表征 |
| 4.4 焊接工艺对FBCA焊接T形接头焊缝形貌的影响 |
| 4.4.1 电弧电压对焊缝成形的影响 |
| 4.4.2 焊接电流对焊缝成形的影响 |
| 4.4.3 坡口宽度对焊缝成形的影响 |
| 4.4.4 热输入对焊缝成形的影响 |
| 4.5 FBCA焊接T形接头中的电弧行为 |
| 4.5.1 电弧电压对电弧行为的影响 |
| 4.5.2 焊接电流对电弧行为的影响 |
| 4.5.3 坡口宽度对电弧行为的影响 |
| 4.6 焊缝成形机理的讨论 |
| 4.6.1 电弧三维形貌对焊缝成形的影响 |
| 4.6.2 焊接工艺参数与焊缝成形关系 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 FBCA焊T形接头熔滴过渡特性及电弧稳定性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设备和方法 |
| 5.3 FBCA焊接T形接头熔滴过渡特性 |
| 5.3.1 短路过渡 |
| 5.3.2 渣壁过渡 |
| 5.3.3 弧桥并存过渡 |
| 5.3.4 细滴过渡 |
| 5.3.5 排斥过渡 |
| 5.4 熔滴过渡特性的讨论 |
| 5.4.1 焊接工艺对熔滴过渡的影响 |
| 5.4.2 成“桥”条件的讨论 |
| 5.5 FBCA焊接T形接头电弧稳定性分析 |
| 5.5.1 焊接电流、电压对电弧稳定性的影响 |
| 5.5.2 坡口宽度对电弧稳定性的影响 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 FBCA焊高强钢T形接头组织及力学性能 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验设备及方法 |
| 6.3 FBCA焊接T形接头显微硬度 |
| 6.4 FBCA焊接T形接头显微组织 |
| 6.5 FBCA焊接T形接头力学性能 |
| 6.5.1 FBCA焊接T形接头焊缝金属力学性能 |
| 6.5.2 FBCA焊接T形接头拉伸、弯曲与剪切性能 |
| 6.5.3 FBCA焊接T形接头弯曲与剪切DIC分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 FBCA焊高强钢三明治板大板实验 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 FBCA焊接高强钢三明治板设备的搭建 |
| 7.3 FBCA焊接高强钢三明治板长焊缝成形 |
| 7.4 FBCA焊接高强钢三明治板长焊缝探伤 |
| 7.5 研究展望 |
| 7.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（10）旁路TIG焊增材制造熔丝过程建模仿真及控制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 课题国内外研究现状 |
| 1.2.1 增材制造的概述 |
| 1.2.2 电弧增材制造成形过程的国内外研究现状 |
| 1.2.3 电弧增材过程熔滴行为的国内外研究现状 |
| 1.2.4 电弧增材过程模型优化及控制的研究现状 |
| 1.3 本课题研究目标与研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 课题研究内容 |
| 1.3.3 拟解决的关键性问题 |
| 1.4 拟采取的研究方法与技术路线 |
| 1.5 本文主要创新点 |
| 第2章 旁路TIG电弧增材制造试验平台 |
| 2.1 旁路TIG电弧增材制造试验平台的组成 |
| 2.2 旁路TIG电弧增材制造试验平台的搭建 |
| 2.3 快速控制原型技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 旁路TIG焊增材制造的熔滴过渡行为 |
| 3.1 旁路TIG焊增材制造原理及熔滴过渡的试验系统 |
| 3.2 送丝速度对熔滴过渡的影响 |
| 3.3 旁路电流对熔滴过渡的影响 |
| 3.4 焊丝端部到基材的距离对熔滴的影响 |
| 3.5 送丝角度对熔滴过渡行为的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 旁路TIG焊增材制造熔丝过程的建模仿真 |
| 4.1 焊丝熔化过程数学模型的建立 |
| 4.2 焊丝熔化过程的仿真结果及分析 |
| 4.2.1 旁路电流对数学模型稳定性的影响 |
| 4.2.2 送丝速度对系统稳定性的影响 |
| 4.2.3 送丝角度对系统稳定性的影响 |
| 4.3 焊丝熔化模型的优化及仿真控制分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 旁路TIG焊增材制造熔滴过渡的控制 |
| 5.1 旁路耦合电弧增材制造的控制试验平台的搭建 |
| 5.2 旁路TIG焊熔滴过渡模式的辨识 |
| 5.3 旁路TIG焊增材制造过程的控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
| 附录B 专利 |
四、熔化极电弧焊熔滴过渡特征信息的提取（论文参考文献）
- [1]超窄间隙焊接多源异构信息系统及熔合状态识别研究[D]. 任乐. 兰州理工大学, 2021
- [2]旁路耦合双丝间接电弧焊工艺及堆焊层性能研究[D]. 吴东亭. 山东大学, 2021(11)
- [3]旁路耦合双丝间接电弧增材制造工艺研究[D]. 安琪. 山东大学, 2021(12)
- [4]基于视觉的焊剂片约束电弧焊接三明治板动态过程行为研究[D]. 杨元庄. 兰州理工大学, 2021
- [5]双丝AC交叉电弧增材制造工艺及性能研究[D]. 管志忱. 兰州理工大学, 2021(01)
- [6]TC4钛合金激光-电弧复合焊接工艺研究[D]. 刘孟晗. 长春理工大学, 2021(02)
- [7]钢管拱桥拱肋高空自动焊接技术[D]. 罗磊. 广西大学, 2020(07)
- [8]交替双弧焊接机理研究[D]. 李科. 北京工业大学, 2020(06)
- [9]焊剂片约束电弧焊接高强钢三明治板工艺方法及机理研究[D]. 王磊. 兰州理工大学, 2020
- [10]旁路TIG焊增材制造熔丝过程建模仿真及控制[D]. 袁文. 兰州理工大学, 2020