【摘 要】
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箱型钢结构在建筑、桥梁等领域的应用愈来愈广泛,针对安装现场迫切需要解决的自动化焊接问题,本文提出了一种箱型钢结构焊接机器人系统.在对其总体结构进行了功能分析和论证的基础上,进行了机械结构详细设计.在焊接机器人系统水平安装和垂直安装两种极限使用位置下,对所设计的轨道的机械结构进行了力学有限元分析,结果表明:该机构设计合理,力学性能完全满足使用要求.该机器人系统具有使用灵活、可适用于不同尺寸的钢结构焊
【机 构】
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清华大学机械工程系,北京100084 北京工业大学建筑工程学院,北京100022;中铁建设集团有限
【出 处】
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第六届全国计算机在焊接中应用学术与技术交流会议
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箱型钢结构在建筑、桥梁等领域的应用愈来愈广泛,针对安装现场迫切需要解决的自动化焊接问题,本文提出了一种箱型钢结构焊接机器人系统.在对其总体结构进行了功能分析和论证的基础上,进行了机械结构详细设计.在焊接机器人系统水平安装和垂直安装两种极限使用位置下,对所设计的轨道的机械结构进行了力学有限元分析,结果表明:该机构设计合理,力学性能完全满足使用要求.该机器人系统具有使用灵活、可适用于不同尺寸的钢结构焊接、有助于获得良好的焊接质量和较高的焊接效率、适应条件恶劣的现场焊接工况等优点.
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在考虑电磁力、浮力及表面张力等综合作用下,建立了定点高斯热源作用下TIG熔池的三维瞬态数学模型,通过改变热流分布半径模拟研究了熔池表面温度场分布改变对不同氧含量下熔池流场的影响.结果表明:热流分布半径的改变使不同氧含量下的熔池温度场分布都发生了大的变化,但对于低氧含量50ppm及中间氧含量150ppm的熔池的流场并未造成大的影响;当氧含量超过300ppm时,热流分布半径的缩小使熔池表面高温区面积增
针对动车组缓冲梁焊接结构,采用SYSWELD软件,模拟了缓冲梁结构焊接过程,研究了焊接残余应力分布规律.测试并建立了A7NOIS-T5铝合金和焊材ER5356材料物性数据库,通过SYSWELD软件提供的拟合工具,以双椭球热源模型为热量分布形式,建立了符合现场焊接工艺的热源模型,并分析了不同焊接顺序和焊接结构下缓冲梁结构残余应力大小及变化规律.结果表明,采用现场工艺焊接时,下翼板存在较大的残余应力,
CMT是一种新型的低热输入焊接工艺,本文在传热学和流体动力学的基础上,结合CMT熔滴过渡在一冷一热不断交替中完成特点,同时考虑了相变潜热材料热物理性参数随温度变化等问题,建立了CMT焊接三维瞬态轴对称数学模型.对熔滴及母材分别施加弓柱状热源与双椭球热源,并利用UDF进行二次开发,成功实现热量与熔池体积力脉冲施加.用所建立的模型较好的模拟了不同焊接规范参数对CMT焊接流场的影响规律以及准稳态时基值电
CMT是一种新型的低热输入焊接工艺,本文在传热学和流体动力学的基础上,结合CMT熔滴过渡在一冷一热不断交替中完成的特点,用Fluent软件建立CMT焊接三维瞬态温度场的数学模型,根据脉冲频率,成功实现CMT熔池内热场与体积力的施加.改变焊接工艺规范,研究了焊接规范参数对CMT焊接温度场的影响规律.研究结果计算表明,达到准稳态之后,不同焊接参数下温度场的分布情况大致相同,但是随着焊接电流的增大,温度
建立了TC4钛合金电子束快速成形过程熔池传热及流动的三维瞬态数值计算模型.模型采用修正的热源模型来模拟高能电子束与沉积体之间的能量作用;综合考虑了热量传递、熔池流动以及自由界面变形等耦合影响;同时全面考虑了反冲压力、热毛细力以及熔滴的冲击力等因素对熔池流动的驱动作用;熔池自由界面采用Level Set方法进行追踪.研究结果表明,熔池前部存在剧烈流动,同时热毛细力是熔池流动的主要驱动力;熔滴的冲击力
本文对铝合金焊接熔池凝固过程中熔合线附近区域的枝晶演变进行了定量相场研究.为了考虑焊接熔池枝晶生长过程中的瞬态条件,对推进速度及温度梯度等控制条件进行推导,然后与相场方程耦合,最终获得了熔池凝固组织的演变规律.研究结果表明,焊接熔池中枝晶生长的尖端速率在不同生长阶段的表现形式与推进速度具有较大的差异.在给定的焊接参数条件下,通过相场计算得到的一次枝晶间距与实验结果吻合良好.此外,在仿真结果和实验结
为了进一步提高激光电弧复合焊接的熔深,提出了活性激光电弧复合焊接法.在氧气的保护下,用小功率光纤激光在待焊焊件表面进行预熔处理,使表面熔化生成一层氧化层,然后用激光电弧复合焊接覆盖氧化层,达到增加熔深的目的.结果表明,激光预熔后进行激光电弧复合焊接,电弧明显收缩,熔深增加1.5倍左右,表面成形良好.研究了工艺参数对焊缝熔深和熔宽的影响,随着激光预熔功率的增加,熔深增加、熔宽减小;随着电流的增加,熔
在活性焊接法研究的基础上提出了激光辅助TIG焊接法.焊前在氧气保护下采用小功率激光熔化焊道表面,使焊道表面含氧量增加,然后用常规TIG焊覆盖激光预熔焊道,从而可使熔深增加,熔宽减小.通过改变工艺参数研究了焊道熔深、熔宽的变化规律.激光预熔和未预熔焊道熔深、熔宽均随焊接电流的增加而增加,但激光预熔焊道熔深增加的更快;焊接速度的增加使激光预熔和未预熔焊道熔深、熔宽均减小;随激光功率增加,焊道熔深增加,
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以新一代A1-Li合金为主要研究对象,通过采用优化的焊接工艺参数,获得了外观较优的对接接头焊接式样.对接头进行宏观组织和微观组织结构分析,并重点研究焊接接头中不同区域的微观组织特性,分析了其形成机理.进一步研究了铝锂合金FSW焊接对接接头缺陷,开展了接头无损检测研究.本文的研究表明,铝锂合金具有较好的FSW工艺适应性,但同时仍有诸多有待深入研究的方面.