摘要：铝/钢复合结构在汽车制造、能源、航空航天领域广泛应用,在连续驱动摩擦焊接(Continuousdrivefriction welding,CDFW)过程中,由于母材流动特性与径向摩擦扭矩分布不同,界面上的氧化物和杂质难以排出、界面产热功率与界面金属间化合物(Internetallic compounds,IMCs)不均匀分布等问题,将对接头性能产生不利影响。以1060纯铝和Q235低碳钢棒为研究对象,在钢棒待焊端面设计5°、10°、15°、20°、25°的锥度角θ开展焊接试验研究,分析不同锥度下界面温度、摩擦扭矩、能量输入及接头强度的变化规律。结果表明,随着锥度角的增大,初始峰值扭矩减小,稳态扭矩、后峰值扭矩、焊接全过程能量输入先增大后减小,初始摩擦阶段能量输入增大;10°~15°的接头径向方向的温度与强度变化趋于平缓。锥形结构使界面处热流的高温区域发生移动,20°之后峰值温度出现在1/3R附近区域,最高强度出现在1/2R附近区域。在CDFW过程,合适的锥度角可在焊接产热足够的情况下改善界面温度与力学性能的不均匀性,从而得到性能良好的接头,为异种金属的端面结构设计提供一定的理论指导。

摘要：接头结构设计是连续驱动摩擦焊的一项重要工艺措施,对改善界面产热功率的不均匀性和提升接头力学性能有显著作用。本工作在钢侧待焊端面设计5°、10°、15°、20°、25°的锥度角,利用ABAQUS进行有限元分析,采用耦合的欧拉-拉格朗日方法,建立了焊接过程的三维热力耦合模型,分析了锥度大小对接头成型、温度场分布、塑性金属形成的变化规律,并开展焊接实验,验证了计算结果的准确性。结果表明:接头宏观形貌、轴向缩短量与实验结果吻合较好,计算温度与实测数据相对误差约为3.5%~4.8%,变化趋势相同;锥形结构使界面高温区域发生移动,5°与15°接头2/3 R处温度最高,25°接头1/3 R处温度最高,产热集中位置向界面中心移动,产热集中区域宽度变窄,塑性环的位置、宽度与计算的温度场具有较好的一致性。

摘要：针对传统电解铝预焙阳极导电装置中使用手工焊时存在的劳动强度过大、环境污染严重及导电率偏低等问题,创新研制了国内首台5000 kN铝导杆摩擦焊装备和首台4000 kN铸钢爪摩擦焊装备,并投入实际生产。重点剖析2套装备在研发过程中涉及自动控制设计范畴时,面临的焊件大惯量及大截面特性、摩擦焊工艺要求相位控制误差小、速度输出精度高,以及数据采集速率快等挑战,通过科学设计,实现摩擦焊装备对输入信号快速准确采集;同时,依靠高效控制策略构建,达到实时精准调控结果,满足大截面同种或异种金属在加工过程中对系统稳定性和人机互动质量,以及速度、位置、压力、安全等控制参数指标要求,进而满足摩擦焊工艺对加工焊件质量及重复性要求高的指标;由于其能够为焊接工艺研究提供过程精准数据,继而为追寻最佳接头质量提供科学路径。由于目前针对同种或异种金属大截面摩擦焊接头历经热时效、热循环及电流载荷下的基础理论和实际应用较少,相关装备研制成果对焊接与控制交叉学科融合发展具有积极作用。对该类装备及自动控制系统的发展趋势予以展望。

摘要：异种金属连接构件在热-力耦合工况条件下服役时,在热、力的作用下异质连接界面会发生应力变形导致连接界面位置产生空洞、裂纹等缺陷。缺陷影响材料的导电性能,可利用电阻分析技术对裂纹的萌生和扩展进行监测。基于LabVIEW编程语言环境,利用数据采集卡及霍尔电流、电压传感器、温度、位移传感器设计了一套热-力耦合电检测系统。结合铝/钢连续驱动摩擦焊实例,通过分析动态电阻和延伸率的变化,得到复合构件在服役过程中接头失效机理。实践证明,该系统可为异种金属连接构件的实验研究及现场服役监测提供技术支持。

摘要：为方便销售运输,成品薄膜太阳能发电玻璃需要进行分级码垛打包。随着生产自动化程度的提高,传统的人工码垛无法满足生产需求,开发出自动化程度高、速度快以及柔性强的工业机器人码垛具有十分重要的意义。该文提出的分级码垛的设计结构和整体排布,实现了对铜铟镓硒薄膜太阳能发电玻璃的自动分级码垛,节约了人力。

摘要：以电阻点焊质量在线监控为目的,采集了点焊过程中焊接电流、电压、电极位移等信号,研制了基于ADμC812为核心的高速、高精度、多通道的点焊信号同步数据采集系统,该系统利用集成化的USB接口模块来满足与上位机的高速通信,同时介绍了系统的软、硬件设计。

摘要：以电阻点焊质量在线监控为目的,对点焊过程中的重要信号参数进行采集和预处理,研制基于ADμC812为核心的高速、高精度、多通道的点焊信号同步数据采集系统,该系统利用集成化的USB接口、RS232串口模块,可在线调试参数特性,满足与上位机的高速通信,能够完成对电阻点焊机的输入电压和电流、输出电压和电流、电极位移等信号的高速采集及预处理.

摘要：依据Ti-Cu电阻钎焊工艺,结合单片机的构成,进行电阻钎焊数字控制系统的软、硬件设计。所研制的样机具有焊接参数预置、记忆、锁定以及焊接电流、电压和最高焊接温度数显等功能,达到了焊接过程中自动控制的目的。应用过程中该控制器表现出良好的稳定性、可靠性和适应性。

摘要：针对目前同种钢筋网焊机只能焊接网格间距固定钢筋网架的局限性,设计出一套焊接气缸和下电极可以左右移动的焊接机构。该机构通过移动焊接气缸与电极的方式来调节改变钢筋网架的网格间距,根据钢筋网焊机网格间距可调的特点对焊接变压器与导电铜排进行合理的设计布局。综合考虑焊接回路中电阻和感抗等因素对回路进行优化设计,然后用测量大网格钢筋网焊机焊接回路参数的方法对比计算出所要设计的间距可调式网焊机焊接回路阻抗的大小,根据回路中阻抗的大小选择合适的焊接变压器,从而使所设计的焊接电路能够满足网焊机网格间距可调的要求。

摘要：以数字信号控制器dsPIC30F4011为核心,设计多功能逆变焊机数字化控制系统。硬件系统设计主要包括单片机的资源分配和数字化的人机交互系统设计。软件采用模块化设计,实现不同的焊接方式;利用单片机PWM模块输出全桥逆变式IGBT主电路的驱动信号。在PWM中断程序中,使用强制输出功能控制PWM通道输出。采用PI算法得到控制量,改变PWM的周期寄存器和占空比寄存器,实现PFM/PWM无缝调节。