摘要：目的根据现有平板线圈的不足,设计了一种用于自动化作业的磁脉冲点焊焊枪。方法采用有限元模拟方法对比分析了磁脉冲点焊焊枪线圈和现有平板线圈的性能差异,并对磁脉冲点焊焊枪线圈的结构进行了优化。结果当线圈工作部分高10 mm、宽4 mm时,焊枪线圈和平板线圈的最大电流密度、最大磁感应强度、最大洛伦兹力分别为3.142×10^(10)A/m^(2)和3.639×10^(10)A/m^(2)、19.40 T和21.69 T、5.149×10^(11)N和1.626×10^(12)N。当线圈工作部分宽4 mm时,随着高度由10 mm降低至4 mm,焊枪线圈的最大电流密度和最大洛伦兹力分别提升了27.56%和57.64%。当驱动能力接近时,焊枪线圈所产生的位移仅为平板线圈的13.09%。当焊枪线圈工作部分截面为10 mm×10 mm的方形时,飞板凸台在20μs时的速度仅为200 m/s;而当截面为ϕ5.6 mm的圆形时,飞板凸台在19.2μs时便产生237 m/s的速度。结论在工作部分的高度和宽度相同的情况下,焊枪线圈的性能要弱于现有平板线圈的性能。在宽度不变的条件下降低焊枪线圈工作部分的高度可以增大飞板的电流密度、洛伦兹力和速度,并且在性能相近的情况下,焊枪线圈工作部分所受应力要小于现有平板线圈所受应力。另外,将磁脉冲点焊焊枪线圈工作部分的截面由方形替换为相同面积的圆形,可以获得更优的焊接条件。

摘要：为了研究放电能量对AA5182铝合金板电磁冲孔质量的影响,在不同放电能量(3 kJ、4 kJ、5 kJ、6 kJ)下对2.0 mm厚的AA5182铝合金冷轧薄板进行了电磁冲孔试验,并就尺寸精度、表面光洁度、微观形貌及显微硬度等方面开展质量评估。结果表明,放电能量对电磁冲孔质量有显著影响。随着放电能量的增加,电磁冲孔的尺寸精度、表面光洁度、微观形貌和显微硬度都得到一定程度上的提升。相较于3 kJ来说,放电能量为6 kJ时,电磁冲孔的尺寸偏差降低74.36%~91.32%,表面粗糙度值降低33.33%~45.92%,微观形貌质量(光亮带高度)提升47.56%~63.39%,显微硬度值提升6.74%~6.98%。因此,可以得出结论,随着放电能量的增加,AA5182铝合金板电磁冲孔质量得到明显提升。此外,通过本研究可以为电磁冲孔技术在汽车工业领域的应用提供一定的参考依据。

摘要：磁脉冲压接技术成形速度快、效率高,适合高强钢和铝、碳纤维等轻质材料的连接,在飞机工业中有广泛的应用前景。但目前针对磁脉冲压接管件的在线检测方法较少,不利于该技术实现自动化生产。针对磁脉冲压接管件压接质量的在线检测需求,提出了一种基于改进YOLOv4–Tiny(You only look once v4–Tiny)检测网络和自适应图像处理的视觉检测方法。引入高效通道注意力(ECA)模块对YOLOv4–Tiny检测网络进行改进,基于自适应阈值分割算法和Canny边缘检测算法设计了一种自适应的压接深度提取算法,通过模拟工业生产环境采集了一批磁脉冲压接管件图像并划分为训练集和验证集,最后使用训练数据集对算法进行训练,并在验证集上验证训练得到的检测模型。结果表明,压接区域检测模型交并比阈值取0.5时的平均精确度(AP@0.5)为100%,交并比阈值分别取0.5、0.6、0.7、0.8时的平均精确度(AP@0.5:0.8)为93.14%,单帧运行时间为1.66ms;图像处理边缘提取算法平均偏差为0.85个像素,最大偏差为2.6个像素,单帧运行时间为3.49ms;完整压接深度提取算法平均偏差为0.313个像素,均方偏差为0.115平方像素,平均偏差率为1.35%,单帧运行时间为124.49ms。该算法能够在无辅助定位的条件下准确快速地实现磁脉冲压接工件压接深度提取,部署成本低,鲁棒性高,具有较高的应用价值。

摘要：面向汽车传动轴中轻量化材料的使用与连接需求,提出了一种6061-T6铝合金和AZ31B镁合金轴叉的磁脉冲压接/胶接复合连接工艺。通过改变放电次数、槽倾角和放电能量等工艺参数,对比分析了不同工艺下胶接接头、磁脉冲压接接头和磁脉冲压接/胶接复合连接接头力学性能的变化规律,并通过显微观测探究了不同试验参数对铝/镁合金接头性能的影响和机理。通过中性盐雾腐蚀试验观察了接头在不同周期下的腐蚀产物和形貌变化。结果表明,磁脉冲压接/胶接复合连接工艺能够实现镁合金和铝合金的高质量连接,放电能量25 kJ、槽倾角90°、放电3次时,接头最大扭矩达到1479.30 N·m;铝合金外管和镁合金槽底面的贴合区域长度随放电次数和槽倾角的增大而增加;胶粘剂的加入有利于降低接头的腐蚀速度。

摘要：航空航天行业零部件种类繁多、定制化程度高,难以进行定位夹具的开发。视觉定位技术是智能制造中的关键一环,该技术基于机器视觉确定工件位置,不需要定位夹具,能够被广泛运用于各种工况。但现有视觉定位算法只适用于少数种类的零件,泛用性不高。本文提出了一种基于YOLOv5s目标检测网络和Siamese孪生网络的新型视觉定位算法(YOLO–Siamese变化检测网络)。网络引入ConvDiff(卷积差分)模块来提升变化检测网络的特征提取效果,并采用半监督学习方法对模型进行训练。试验表明,在没有使用目标工件数据集的条件下,算法在验证集上的AP@0.5达到了99.3%,AP@0.5:0.95达到了89.6%,单帧推理时间为16.13 ms。该算法无需目标工件数据、定位精度高、运算速度快,提高了视觉定位算法的鲁棒性和泛用性。

摘要：电磁铆接技术可以有效地使大直径铆钉一次成形,快速生产高质量铆接接头,在航空航天工业中有广阔的应用场景,但目前针对大直径钢铆钉电磁铆接接头的相关研究较少。本文通过搭建大直径铆钉电磁铆接平台,对直径10 mm的钢铆钉进行工艺试验。试验结果表明,铆接后的镦头直径均随着放电能量增大而增大,镦头高度均随着放电能量增大而减小。在相同放电能量下,预制孔直径越大,镦头高度越低且直径越大。此外,大直径钢铆钉电磁铆接接头的干涉量随着放电能量的增大逐渐增大。预制孔直径10.1 mm铆接接头的干涉量始终要大于预制孔直径10.3 mm铆接接头。与此同时,由于预制孔直径为10.3 mm铆接接头在铆接过程中容易歪斜,此值不宜作为优选工艺参数。另外,综合放电能量区间参数,得到了大直径钢铆钉电磁铆接最佳工艺参数:预制孔直径10.1 mm、放电能量15.5 kJ。最后,对大直径铆钉电磁铆接接头及传统液压铆接接头的干涉量和机械性能进行了对比。结果表明,对于最佳工艺参数制备的大直径钢铆钉电磁铆接接头,其干涉量为2.15%,较液压铆接接头的干涉量1.75%数值更大,也更均匀,其最大剪切载荷及吸能值高于液压铆接接头。

摘要：采用磁脉冲焊接技术,实现不锈钢板与铜板和不锈钢板与铝板的固相焊接。通过改变焊件的厚度和板间距等参数,研究其对焊接质量的影响。采用激光共聚焦显微镜、扫描电镜和能谱分析等微观分析方法,对不同样件焊接界面的微观结构和性能进行对比。结果表明,焊件的不同参数的焊接界面微观特征差异较大。随着板件厚度和板间距的增大,焊接界面波形尺寸和过渡区厚度显著增加,焊接质量提高。

摘要：在热冲压工艺中,热冲压钢板处于高温状态,不同位置温度分布有明显差异,传统方法难以评价冲压件的成形性,考虑温度的三维成形极限图能有效评价热冲压件的成形性能,但无法判断热冲压件的安全裕度。针对上述问题,在考虑温度的三维成形极限图的基础上,首先提出了成形裕度的计算方法;然后结合数值模拟和理论分析手段,构建了适用于评价高强钢板热冲压的安全裕度云图;最后对某汽车B柱热冲压不同工艺过程进行了仿真分析,并与试验进行了对比。结果表明,在不同工艺参数和板料尺寸下,构建的裕度云图均能有效预测高强钢板热冲压件的开裂部位和程度。

摘要：自冲铆接技术适合铝钢等异种材料连接,接头性能可靠,在航空工业中有着广阔的应用场景,但目前针对自冲铆接缺陷无损检测的相关研究较少。提出了基于深度学习的自冲铆接偏铆缺陷检测算法,首先通过剪切力学性能试验得出偏铆自冲铆接件相较于正常铆接件力学性能下降了5.6%;然后通过自冲铆接偏铆件外部形貌特征将偏铆程度由外部特征定义在0~10的区间;最后探究了单步检测同双步检测间的检测效果差异,提出了YOLOv5s(You Only Look Once v5s)加ResNet18的检测方案,并通过Grad-CAM(Gradient-Weighted Class Activation Mapping)对不同检测方案的效果差异进行了可视化的解释。测试表明,提出的YOLOv5s加ResNet18的检测方案在所采集的数据测试集中可以达到100%正确率,高于仅用YOLOv5s取得的95.18%正确率,远高于仅用ResNet18取得的84.1%正确率。

摘要：本文中采用胶接技术实现了车身用5182铝合金板件的连接,利用不同表面处理改变了板件的表面质量,研究了表面粗糙度、微观表面积等参数对接头界面形貌和力学性能的影响。采用表面自由能测量、拉伸剪切试验和光学显微镜测量等测试分析方法,对不同试验样件润湿性、力学性能和断裂面特征进行了分析。结果表明,使用砂纸打磨可增加铝合金板件的表面粗糙度和粘接面积,加强胶层与板件的机械咬合,提高接头强度。其中,360目砂纸打磨板件对接头强度提升最大,过高或者过低的粗糙度都会降低胶层与板件的有效接触面积,不利于增强胶接接头强度。