检索结果-内蒙古大学图书馆

焊接学报 2024年第11期45卷 55-60页

作者：高辉胡晓慧王龙周灿丰焦向东北京石油化工学院能源工程先进连接技术北京市高等学校工程研究中心北京102617

核电、盾构、船舶与海洋工程等行业的工程现场环境具有工况复杂、非结构化、条件严酷的特点,对于采用机器人替代人工进行焊接作业具有迫切需求.为了解决复杂环境焊接作业问题,在突破网络通信、三维建模、位姿更新、碰撞检测、数据采集... 详细信息

核电、盾构、船舶与海洋工程等行业的工程现场环境具有工况复杂、非结构化、条件严酷的特点,对于采用机器人替代人工进行焊接作业具有迫切需求.为了解决复杂环境焊接作业问题,在突破网络通信、三维建模、位姿更新、碰撞检测、数据采集、人机交互等关键技术的基础上,采用数字孪生方式搭建了焊接机器人遥操作试验平台,建立了控制虚拟机器人的上位机与控制实体机器人的下位机之间实时可靠的双向数据通道,实现了虚拟机器人与实体机器人位姿的精确同步控制;同时,以盾构机刀盘现场维修为潜在应用场景,针对Q345钢板材料进行了2G和3G位置的机器人遥操作MIG焊试验,并最终获得了外观良好的焊接焊缝.结果表明,机器人数字孪生与遥操作技术在解决复杂工况条件下的高质量焊接方面具有一定优势,在核电、盾构、船舶与海洋工程维修领域具有广阔应用前景.

关键词：数字孪生焊接机器人网络通信三维建模位姿更新

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基于正交试验的高压等离子切割工艺研究

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热加工工艺 2025年

作者：王晓珂高辉佟浩东周灿丰北京石油化工学院能源工程先进连接技术北京市高等学校工程研究中心

等离子弧切割作为一种常用的热切割方法被广泛应用于航天航海等诸多领域。通过对等离子弧切割机的优化升级，搭建了高压等离子弧切割系统，最终采用非高频引弧技术实现了环境压力为0.1～0.7 MPa的稳定引弧，为解决高压环境下不起弧和引... 详细信息

等离子弧切割作为一种常用的热切割方法被广泛应用于航天航海等诸多领域。通过对等离子弧切割机的优化升级，搭建了高压等离子弧切割系统，最终采用非高频引弧技术实现了环境压力为0.1～0.7 MPa的稳定引弧，为解决高压环境下不起弧和引弧难的问题提出了新思路。根据综合评分法衡量切割质量，通过设计正交试验得到环境压力为0.1、0.4、0.7 MPa下的最优切割工艺参数。结果表明：在环境压力为0.1 MPa下切割电流和切割速度对切割质量影响较大；在环境压力为0.4 MPa和0.7 MPa下送气压力成为影响切割质量的主要因素。

关键词：高压切割送气压力切割电流切割速度评价指标

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基于旋转电弧的窄坡口管道焊接平焊位置打底工艺研究

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热加工工艺 2025年

作者：罗雨苏佳毅任飞燕田文鹏钱学芝贾玉麟冯艳黄子祥北京石油化工学院能源工程先进连接技术北京市高等学校工程研究中心

针对管道全位置焊接中平焊位置焊接打底层存在焊穿、未焊透及未熔合问题，提出了基于旋转电弧的窄坡口平焊位置焊接工艺方法。以X65管线钢板材对接窄坡口为试验对象，基于Minitab的田口方法，建立正交试验模型，探究基于旋转电弧STT平... 详细信息

针对管道全位置焊接中平焊位置焊接打底层存在焊穿、未焊透及未熔合问题，提出了基于旋转电弧的窄坡口平焊位置焊接工艺方法。以X65管线钢板材对接窄坡口为试验对象，基于Minitab的田口方法，建立正交试验模型，探究基于旋转电弧STT平焊打底焊接方案下，不同工艺参数组合对焊缝成形的影响规律。结果表明，焊接工艺参数取送丝速度为6.2 m/min、焊接速度26 cm/min、旋转速度1200 r/min时，旋转电弧STT平焊打底单面焊双面成型一致性好，未出现焊接缺陷，这为管道全位置焊接平焊位置基本工艺规范的制定奠定基础。

关键词：平焊位置旋转电弧焊窄坡口打底工艺田口方法

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基于PLC的水下激光焊接装置控制系统研究与应用

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机床与液压 2024年第17期52卷 118-123页

作者：高辉林渊浩张楷北京石油化工学院机械工程学院北京102600 北京石油化工学院能源工程先进连接技术北京市高等学校工程研究中心北京102600

针对核电站内乏燃料池损伤后水下焊接维修困难、维修人员易暴露于强辐射环境下等问题,设计一套水下激光焊接装置。该装置分为硬件部分和软件部分:硬件部分由雷赛PMCPLC、HMI触摸屏、连续光纤激光器、焊枪、焊接滑台等部分组成;软件部分... 详细信息

针对核电站内乏燃料池损伤后水下焊接维修困难、维修人员易暴露于强辐射环境下等问题,设计一套水下激光焊接装置。该装置分为硬件部分和软件部分:硬件部分由雷赛PMCPLC、HMI触摸屏、连续光纤激光器、焊枪、焊接滑台等部分组成;软件部分由自主设计的触摸屏控制界面及编写的控制装置自动焊接程序组成。介绍该控制系统的工作原理和工作流程。通过该水下焊接设备,完成水下焊缝的焊接实验,验证了该激光焊接系统的工作可行性。结果表明:该水下激光焊接装置可实际应用于乏燃料池修复等水下作业环境中,为恶劣环境下的水下焊接作业提供了高效的解决方案。

关键词：水下激光焊接 PLC控制器自动化

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同轴送粉TIG熔覆过程数值模拟与试验研究

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兵器材料科学与工程 2023年第5期46卷 70-75页

作者：王婉婉高辉周灿丰李文龙北京石油化工学院能源工程先进连接技术北京市高等学校工程研究中心北京102617

为了研究同轴送粉TIG熔覆过程电弧的温度场、流场、电势分布及粉体颗粒运动轨迹,根据磁流体动力学理论建立了二维仿真模型,利用COMSOL软件对TIG熔覆电弧和粉体颗粒运动轨迹进行数值模拟。模拟结果表明:电弧形态呈钟罩形、气体流动稳定... 详细信息

为了研究同轴送粉TIG熔覆过程电弧的温度场、流场、电势分布及粉体颗粒运动轨迹,根据磁流体动力学理论建立了二维仿真模型,利用COMSOL软件对TIG熔覆电弧和粉体颗粒运动轨迹进行数值模拟。模拟结果表明:电弧形态呈钟罩形、气体流动稳定、粉体颗粒利用率高;为了验证仿真结果的准确性,开展了同轴送粉TIG熔覆试验。试验结果表明:焊缝平直无明显缺陷,实际电弧形态与模拟结果高度一致。通过金相显微镜对熔覆层进行观察,可以清晰地看出熔覆层内部组织均匀、致密。

关键词： TIG熔覆同轴送粉 COMSOL软件数值模拟显微组织

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基于有限元技术的疲劳裂纹扩展方法研究进展

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力学进展 2024年第2期54卷 308-343页

作者：苏玉昆马涛赵晓鑫张光亮朱加雷张鹏能源工程先进连接技术北京高等学校工程研究中心北京石油化工学院北京102617 特种车辆及其传动系统智能制造国家重点实验室包头014010 内蒙古第一机械集团有限公司包头014010

疲劳裂纹是引起工程结构断裂失效的重要因素之一.目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真商业软件有ANSYS、ABAQUS、FRANC3D、ZENCRACK等,这些软件为疲劳裂纹扩展过程的研究提供了有力支撑.本文对目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真方法进行了综述.阐... 详细信息

疲劳裂纹是引起工程结构断裂失效的重要因素之一.目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真商业软件有ANSYS、ABAQUS、FRANC3D、ZENCRACK等,这些软件为疲劳裂纹扩展过程的研究提供了有力支撑.本文对目前疲劳裂纹扩展的有限元仿真方法进行了综述.阐明了疲劳裂纹的定义以及研究疲劳裂纹扩展行为的必要性;介绍了三种用于模拟疲劳裂纹扩展的有限元方法:扩展有限元法(XFEM)、内聚力模型(CZM)和虚拟裂纹闭合技术(VCCT);分别总结了三种方法的基本理论和核心思想,对三种方法的应用与发展进行了分类归纳;最后对三种有限元方法进行分析,指出每种方法各自的优势及目前存在的局限性,并对疲劳裂纹扩展有限元仿真技术的未来改进方向给出了建议.

关键词：疲劳裂纹扩展扩展有限元法内聚力模型虚拟裂纹闭合技术数值模拟

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超超临界火电机组异种钢焊接接头高温断裂机理综述

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机械工程学报 2022年第24期58卷 58-83页

作者：康举王启冰王智春韩哲文左月张华焦向东北京石油化工学院机械工程学院北京102617 北京石油化工学院能源工程先进连接技术北京市高等学校工程研究中心北京102617 华北电力科学研究院有限责任公司北京100045

我国现役超超临界(Ultra-supercritical,USC)火电机组锅炉受热面管系中有大量由铁素体耐热钢与镍基合金/奥氏体耐热钢构成的异种钢焊接接头(Dissimilar metal welded joints,DMWJs)。生产实践表明,大量的DMWJs在服役7万~10万h后发生早... 详细信息

我国现役超超临界(Ultra-supercritical,USC)火电机组锅炉受热面管系中有大量由铁素体耐热钢与镍基合金/奥氏体耐热钢构成的异种钢焊接接头(Dissimilar metal welded joints,DMWJs)。生产实践表明,大量的DMWJs在服役7万~10万h后发生早期失效,使用寿命远低于设计寿命30年或20万h。DMWJs早期开裂事故的频发,不仅对机组的安全运行造成极大危害,而且给发电企业带来了巨大的经济损失和负面的社会影响,同时也反映了当前对异种钢焊接,尤其是DMWJs高温服役性能的认识仍存在不足。为深入解析DMWJs的早期失效原因,回顾并总结了国内外近20年对9-12%Cr钢/镍基合金、9-12%Cr钢/奥氏体耐热钢DMWJs在高温蠕变、高温疲劳等高温力学性能方面的研究结果;分别从环境温度、加载应力、DMWJs的热力学特性、焊接残余应力、微观组织演变等方面,总结了不同因素对DMWJs高温断裂模式和断裂特征的影响,详细阐述了DMWJs在高温蠕变和疲劳条件下的断裂机理,归纳了当前较流行的高温断裂损伤物理模型及其发展应用。最后,本文建议了两种较为有效的可改善接头高温力学性能的方法,并对未来的研究方向进行了建议和展望。

关键词：异种钢焊接接头早期失效高温蠕变高温疲劳断裂机理

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基于旋转电弧的窄间隙横焊打底工艺

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焊接 2024年第6期 17-25页

作者：张明泽罗雨叶朔朔苏佳毅于俊杰北京石油化工学院能源工程先进连接技术北京市高等学校工程研究中心北京102617

【目的】J型铺设是最适合深水的海底管线铺设和海洋立管安装方法,常采用管道自动焊接装备完成横向环焊缝摆动焊接。针对摆动电弧P-GMAW横焊打底层焊缝成形不对称、背部成形一致性差等问题,提出了基于旋转电弧的窄间隙横焊表面张力过渡(S... 详细信息

【目的】J型铺设是最适合深水的海底管线铺设和海洋立管安装方法,常采用管道自动焊接装备完成横向环焊缝摆动焊接。针对摆动电弧P-GMAW横焊打底层焊缝成形不对称、背部成形一致性差等问题,提出了基于旋转电弧的窄间隙横焊表面张力过渡(Surface tension transfer,STT)打底工艺方法。【方法】以X65管线钢板材对接窄坡口为试验对象,模拟深水立管J型铺设焊接过程。【结果】基于Minitab的田口方法,建立了正交试验模型,通过焊接工艺试验,探究窄间隙横焊STT打底层焊接工艺规范及不同工艺参数组合对焊缝成形的影响规律。【结论】打底层焊缝背部成形一致性好,无未熔合、未焊透等缺陷。

关键词：旋转电弧焊窄间隙横焊打底工艺田口方法正交试验

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基于Fluent的窄间隙TIG焊枪结构优化设计

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焊接 2022年第8期 39-43页

作者：杨宽高辉周灿丰北京石油化工学院能源工程先进连接技术北京市高等学校工程研究中心北京102617

针对大型工程项目当中的大口径、大厚壁、深窄间隙坡口的管道对接需求,设计了一款窄间隙TIG(NG-TIG)焊枪,并实现高效率焊接。该枪体为非对称的一体化扁平式结构,在间隙宽度为10 mm、深度15 mm的U形坡口内进行焊接试验,发现在窄间隙焊接... 详细信息

针对大型工程项目当中的大口径、大厚壁、深窄间隙坡口的管道对接需求,设计了一款窄间隙TIG(NG-TIG)焊枪,并实现高效率焊接。该枪体为非对称的一体化扁平式结构,在间隙宽度为10 mm、深度15 mm的U形坡口内进行焊接试验,发现在窄间隙焊接过程中出现了焊缝成形不连续、焊缝出现气孔及电弧不稳等问题。为了达到理想的焊接工艺效果,文中通过Fluent软件进行了数值模拟仿真分析,对窄间隙TIG焊枪的保护气输送通道及其出口布局进行了结构优化,并且在与传统TIG焊枪的保护气体流量及运动轨迹等方面进行对比后,发现保护气体在钨极周围均匀向外扩散,且速度与传统TIG焊枪的气体保护状态接近,从而确定了窄间隙TIG焊枪的气体保护结构。结果表明,焊枪在焊接电流为120 A,焊接速度为100 mm/min,气体流量在25 L/min的焊接工艺参数下电弧稳定、无飞溅,焊缝成形美观无缺陷。

关键词：窄间隙TIG 焊枪优化气体保护焊接试验

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激光焊接及焊后热处理K439B合金的显微组织与力学性能

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年第3期34卷 905-917页

作者：李郑张振林吴爱萍张明军康举刘瞿赵玥陈晶阳清华大学机械工程系北京100084 清华大学先进材料加工技术教育部重点实验室北京100084 西南交通大学材料科学与工程学院成都610031 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 北京航空材料研究院先进高温结构材料重点实验室北京100095 北京石油化工学院北京能源工程先进连接技术高等学校工程研究中心北京102617

对应用于发动机涡轮上的新型镍基合金K439B进行激光焊接实验,研究焊后热处理对接头显微组织和力学性能的影响。半定量分析结果表明,热处理后接头各区域γ′相均发生长大,一次γ′相和二次γ′相半径分别约为25和150 nm。力学性能测试结... 详细信息

对应用于发动机涡轮上的新型镍基合金K439B进行激光焊接实验,研究焊后热处理对接头显微组织和力学性能的影响。半定量分析结果表明,热处理后接头各区域γ′相均发生长大,一次γ′相和二次γ′相半径分别约为25和150 nm。力学性能测试结果表明,焊后热处理可使焊缝区硬度提高约HV 100,由γ′相提供的临界恢复剪应力从4.8 MPa提高到92 MPa;另一方面,热处理后接头的抗拉强度和屈服强度与母材的相当,大量碳化物的存在导致接头在拉伸过程中优先断裂于母材处。

关键词：镍基高温合金激光焊接 γ'相碳化物显微组织力学性能

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