摘要：为了对核燃料池进行水下焊接,研制了一套局部干法水下焊接装置。通过搭建试验平台,采用该装置在亚克力池中进行了水下非熔化极惰性气体保护电弧焊试验,利用圆形补丁片对不锈钢壁面上的缺陷部位进行焊接修复。结果表明,焊后焊缝成形良好,可以实现水下废池的修复,验证了该局部干法水下焊接装置的可行性。

摘要：核电站换料大修期间需要对上堆芯板内的控制棒导向筒开口销进行检查,如发现损坏无法正常使用,就要对开口销进行水下更换,为了确保开口销在上堆芯板内不会受力旋转,开口销安装后需水下焊接一个锁紧销。文中针对某核电站上堆芯板内控制棒导向筒开口销构件的水下激光焊接难题,设计了应用于水下狭窄空间的激光焊接系统,并采用数值模拟和试验研究相结合的方法,在2 m水深下,进行了水下激光焊接工艺研究。结果表明,开口销水下激光焊缝无气孔、裂纹等缺陷,焊缝可承受最大拉伸力为10445 N,最大扭矩为120 N·m。采用设计的水下激光焊接系统可以实现开口销构件的水下激光焊接,接头性能满足实际服役要求。

摘要：水下焊接的应用领域广泛,但其焊接质量难以保障。针对水下焊接处理过程中存在的非线性程度高、参数耦合性强以及检测效率低等问题,提出了一种新的基于声信号识别的水下焊接质量检测方法。该方法通过在水下构建基于声信号采集的监测系统,实时采集焊件焊接过程中的声信息,并通过对声信号进行滤波降噪处理和特征提取,构建双权值神经网络(double-weight neural network, DWNN)模型。该模型具有优秀的高维数据非线性拟合能力,可实现水下焊接多参数与声信号多特征之间的非线性映射,且在小样本情况下仍能实现高精度的模式识别。以高强度低碳合金钢——HSLA-115钢作为焊接对象,开展水下焊接质量检测实验。结果表明,DWNN模型应用于水下焊接质量检测的识别精度可达100%。研究结果可为水下焊接工艺的优化和水下焊件专家知识库的构建提供参考依据。

摘要：针对目前水下应急抢修焊接作业过程所需线缆繁杂、准备周期长等不利因素,开展无缆水下焊接电源研究,进行电气设计、防水耐压结构设计和磁力接地机构设计。通过将散热元件固定到水冷外壳内壁方式解决水密机壳内的电源散热问题。磁力接地机构则不仅有效缩短焊机输出回路电缆长度,还为潜水员提供临时着力点,便于应急修复作业的开展。所开发的水下焊接电源坚固便携,能承受1MPa水压,防护等级达到IP68,仅由锂电池供电即可完成水下应急修复作业,焊接质量基本满足水下应急修复要求。

摘要：针对水下焊接图像噪声大、清晰度差的特殊情况,设计并研制成功一套药芯焊丝水下焊接的视觉传感焊缝自动跟踪系统。该系统由视觉传感、图像预处理及偏差识别系统,控制系统和执行机构等组成。采用小波多尺度变换进行水下焊缝图像边缘提取,结果保留大多数的细节,得到有利于焊缝位置特征提取的预处理图像,在一种基于二值图像的焊缝中心位置识别算法计算后,得出焊缝偏差。在理论分析视觉传感焊缝自动跟踪系统模型的基础上,设计满足跟踪精度要求的规则自调整模糊算法。对影响跟踪系统精度的因素进行分析,并采用相应的措施以提高系统的精度。通过药芯焊丝湿法水下焊接焊缝自动跟踪试验表明,采用规则自调整模糊控制能够达到较高的焊缝跟踪精度。在斜线、折线和曲线三种不同形状待焊焊缝的跟踪试验中,系统都能满足药芯焊丝水下自动焊接的要求。经过改进微型排水罩,进行微型排水罩局部干法药芯焊丝水下焊接焊缝跟踪试验,采用规则自调整模糊控制,不仅得到满意的焊缝跟踪效果,还改善焊缝成形质量。

摘要：焊接工艺参数的确定,是水下焊接研究领域的重要内容,但恶劣的焊接环境使之成为研究的难点.以水下湿法浅水药芯电弧焊(FCAW)为研究对象,将其看成一个多输入多输出(MIMO)的非线性系统,利用支持向量回归机(SVR)提高建模精度和预测速度.首先在正交试验设计的基础上,利用SVR构建水下焊接模型,并与多元非线性回归及BP神经网络所构建的模型进行拟合精度的比较,然后将SVR模型融入进化算法(EA)的全局优化中,利用模型计算个体的评价函数,通过种群进化操作,得到满足要求的最优参数.结果表明,该方案具有使用方便,效率高,精度好的优点,并能推广应用于众多类似领域,具有重要的理论和实践价值.

摘要：文中针对水下机器人焊接的特点,研制了一种可用于水下熔化极气体保护焊的全数字智能潜水送丝系统.以数字信号控制器(DSC)级ARM CortexTM-M4架构的STM32F405RGT6微处理器为控制核心开发了全数字控制系统;设计了基于电机电枢电压负反馈的脉宽调制型半桥可逆斩波的送丝驱动电路,以补偿负载转矩变化带来的送丝速度的变化;开发了基于电涡流式接近开关的焊丝状态检测模块,实现了焊丝状态的非接触、实时监测.实验结果表明,所研制的系统能可靠地监测焊丝状态,在送丝软管状态变化的情况下能够均匀、稳定地送丝,送丝速度变化率小于±3.5%,远低于国家标准规定的数值.

摘要：通过深水码头钢桩支撑不同节点型式进行的受力分析、水下焊接工艺性分析,以及针对套管型节点结构在实验室条件下进行的水下焊接验证实验,证明套管型节点结构,在采用LD-CO_2水下焊接法进行水下焊接时,既能保证码头过渡段钢桩排架的承载能力,又可方便水下焊接施工,从而缩短工期,大幅度地降低工程费用.

摘要：针对核乏燃料池水下机器人熔化极气体保护焊接修复需求,研制了一种轻量化全密封送丝装置.采用铝合金外壳、玻璃钢面板等实现装置整体轻量化;采用双驱滚轮送丝机构,并通过焊丝盘等部件的优化布局实现装置的小型化;通过气管外接压缩气体实现装置内部压力随水深变化的调节;设计了基于ARM的数字化驱动控制系统,采用电枢电压负反馈控制和高频斩波技术补偿送丝速度的变化;利用基于CAN的数字化通信接口电路实现与水下机器人的数字化集成. 20 m深水下焊接试验结果表明:该送丝装置的壳体强度高,送丝稳定均匀,响应快速灵敏,工艺适应性好,可满足水下焊接修复要求.

摘要：根据超声波传感器的特点和水下焊接时的环境特征,设计了一套基于相关分析法的水下超声波测距系统。系统运用软硬件相结合的方法对回波信号进行滤波处理,并运用matlab对发射信号和回波信号进行相关运算来确定信号的渡越时间,进而实现对水下物体距离的测量。研究结果表明:经过滤波处理后的信号所含有的噪声和混响信号得到了抑制,应用互相关超声波测距方法得到的测量值和实际值间的误差可以达到1mm。