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弧焊逆变电源内嵌操作系统的分析与应用

焊接学报 2010年第9期31卷 13-16页

作者：张红兵黄石生周漪清何宽芳华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

在弧焊逆变电源中内嵌实时多任务操作系统是提高数字化弧焊电源动态响应速度的方法之一.采用ARM(advanced reduced instruction setcomputer machine)为数字化焊接电源的控制器,并移植μC/OS—Ⅱ操作系统,研制了弧焊逆变电源数字化控制... 详细信息

在弧焊逆变电源中内嵌实时多任务操作系统是提高数字化弧焊电源动态响应速度的方法之一.采用ARM(advanced reduced instruction setcomputer machine)为数字化焊接电源的控制器,并移植μC/OS—Ⅱ操作系统,研制了弧焊逆变电源数字化控制系统.按照优先级原则,将焊接过程划分为15个任务.为避免多个任务同时对同一个共享资源的访问,引入两个信号量以确定共享资源的访问机制.为了提高重要任务的数据处理速度,将处理后的数据以消息的形式传递给非重要的任务.

关键词：嵌入式操作系统优先级数字化弧焊电源

不同离焦量对真空激光焊接TA2工业钛板的影响

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应用激光 2021年第3期41卷 481-488页

作者：巴一师文庆韩善果黄进钰黄江谢玉萍何宽芳广东海洋大学电子与信息工程学院广东湛江524088 广东省科学院中乌焊接研究所广东广州510650 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院广东佛山528225

为了研究真空激光焊接TA2工业钛板时正离焦量对焊缝成形质量、显微组织和力学性能的影响,采用真空舱和大功率碟片激光器,在4.0×10-1 Pa的真空度下进行不同离焦量的焊接。结果表明:正离焦量可有效完成板材的焊接。在真空环境中,随着离... 详细信息

为了研究真空激光焊接TA2工业钛板时正离焦量对焊缝成形质量、显微组织和力学性能的影响,采用真空舱和大功率碟片激光器,在4.0×10-1 Pa的真空度下进行不同离焦量的焊接。结果表明:正离焦量可有效完成板材的焊接。在真空环境中,随着离焦量的增加,焊缝表面的成形质量提升,焊缝熔宽增加。离焦量的增加会导致光斑能量分散,因此当离焦量达到+4 mm时,焊缝熔宽达到最大值,随后开始呈下降趋势。在不同的正离焦量下,焊缝与热影响区晶粒的尺寸、形式均不同,随着离焦量的增加,晶粒尺寸逐渐降低。0 mm离焦时,焊缝显微硬度提升1~2倍,在+4 mm和+8 mm的离焦量下,焊缝显微硬度无明显变化。使用8 mm的离焦量焊接时,焊缝的拉伸力和抗拉强度达到最大值,分别为57759 N和292 N/mm。通过对正离焦量下真空焊接TA2工业钛板的研究,得出结论:使用+4~+8 mm的离焦量真空焊接TA2工业钛板,可得到综合性能较好的焊缝。这对其在船舶制造领域的应用具有重要的意义。

关键词：真空激光焊接 TA2工业钛正离焦量焊缝熔宽金相组织力学性能

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激光摆动焊接的功率对钢/铝焊接接头的影响

激光技术 2022年第2期46卷 193-198页

作者：巴一韩善果师文庆黄进钰黄江谢玉萍何宽芳广东海洋大学电子与信息工程学院湛江524088 广东省科学院中乌焊接研究所广州510650 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院佛山528225

为了研究不同激光功率对摆动焊接钢/铝材料的影响,采用大功率碟片激光器和PFO3D摆动接头相结合,对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验。结果表明,1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接;激光功率为1400W时,焊接接头的... 详细信息

为了研究不同激光功率对摆动焊接钢/铝材料的影响,采用大功率碟片激光器和PFO3D摆动接头相结合,对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验。结果表明,1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接;激光功率为1400W时,焊接接头的金相组织为低碳马氏体,显微硬度的最低值和最高值分别位于热影响区和焊缝中心;随着激光功率的增加,焊缝内的铁素体增多,马氏体减少,接头显微硬度的最高值和最低值分别改为热影响区和焊缝中心;当激光功率为1400W时,焊缝抗拉强度最高为2681MPa。此研究结果在船舶制造的领域应用具有较为重要的意义。

关键词：激光技术激光摆动焊接激光功率金相组织力学性能

激光熔覆铁基TiC复合涂层成形质量的控制方法

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激光技术 2022年第3期46卷 344-354页

作者：吴腾师文庆谢林圯龚美美黄江谢玉萍何宽芳广东海洋大学电子与信息工程学院湛江524088 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院佛山528225

为了揭示激光熔覆工艺参数对铁基TiC复合熔覆层成形质量的作用规律、优化激光熔覆工艺参数,使用YAG固体激光器在60Si2Mn基体上激光熔覆铁基TiC复合涂层,基于响应面法建立输出电流、脉冲宽度、扫描速率与熔覆层宽度、高度、熔池深度、宽... 详细信息

为了揭示激光熔覆工艺参数对铁基TiC复合熔覆层成形质量的作用规律、优化激光熔覆工艺参数,使用YAG固体激光器在60Si2Mn基体上激光熔覆铁基TiC复合涂层,基于响应面法建立输出电流、脉冲宽度、扫描速率与熔覆层宽度、高度、熔池深度、宽高比、稀释率以及硬度之间的数学模型,并对模型进行方差分析,获得了工艺参数与成形质量之间的函数关系。结果表明,输出电流和脉冲宽度对涂层宽度具有正相关性,扫描速率与涂层宽度成反比;扫描速率对熔覆层高度和熔池深度没有显著性影响;涂层宽度与高度的比值随着输出电流的增大而增大;输出电流对涂层稀释率影响最为显著,脉冲宽度次之;较高的输出电流和较大的扫描速率能够得到高硬度涂层;经优化验证模型的误差均小于5%。该研究结果能够用于铁基陶瓷复合涂层成形质量的预测及优化激光工艺参数。

关键词：激光技术响应面法成形质量工艺参数优化稀释率

不同功率对激光摆动焊接钢/铝异种材料的影响

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激光技术 2022年第5期46卷 636-640页

作者：巴一韩善果任香会师文庆黄进钰黄江谢玉萍何宽芳广东海洋大学电子与信息工程学院湛江524088 广东省科学院中乌焊接研究所广州510650 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院佛山528225

为了得到高质量的钢/铝接头,采用激光摆动焊接的方法、使用不同的功率对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验,研究了不同焊接功率对钢/铝接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。结果表明,1400W~1600W的功率区间内可有效... 详细信息

为了得到高质量的钢/铝接头,采用激光摆动焊接的方法、使用不同的功率对DP780双相钢和5083铝合金两种金属进行了搭接实验,研究了不同焊接功率对钢/铝接头宏观形貌、微观组织和力学性能的影响。结果表明,1400W~1600W的功率区间内可有效实现板材焊接;激光功率为1400W和1500W时,焊接接头的金相组织以马氏体为主,当激光功率为1600W时,接头内的铁素体增多,马氏体减少,焊接接头的金相组织以铁素体为主;3种接头显微硬度的最低值和最高值分别位于焊缝中心和热影响区,在1500W的激光功率下,焊接接头的力学性能最好,钢侧接头的显微硬度约高于母材显微硬度的1.7倍;接头的最大剪切强度达到113N/mm。此研究结果应用在船舶制造领域具有较重要的意义。

关键词：激光技术激光摆动焊接激光功率金相组织显微硬度剪切强度

TC4表面激光熔覆Fe60-TiO_(2)涂层性能研究

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激光技术 2022年第4期46卷 551-555页

作者：龚美美谢林圯吴腾师文庆黄江谢玉萍何宽芳广东海洋大学电子与信息工程学院湛江524088 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院佛山528225

为了提高TC4合金表面的硬度和减磨性、优化工艺参数,采用多组工艺参数(不同功率、不同TiO_(2)粉末含量)在TC4板表面制备不同比例的Fe60-TiO_(2)复合涂层,分析了熔覆层宏观形貌、表面维氏硬度和减磨性。结果表明,当激光功率为500W、TiO_... 详细信息

为了提高TC4合金表面的硬度和减磨性、优化工艺参数,采用多组工艺参数(不同功率、不同TiO_(2)粉末含量)在TC4板表面制备不同比例的Fe60-TiO_(2)复合涂层,分析了熔覆层宏观形貌、表面维氏硬度和减磨性。结果表明,当激光功率为500W、TiO_(2)质量分数为0.10时,熔覆层表面较平整;通过X射线衍射分析熔覆层生成较多Ti化合物,这些Ti化合物对提高熔覆层硬度和减磨性非常有利;熔覆层硬度比基体提高了约2.5倍;摩擦系数较基体相比有所降低,熔覆层的平均摩擦系数约为0.46。此研究结果对TC4钛合金表面熔覆Fe基复合涂层的硬度和减磨性工艺参数有一定指导作用。

关键词：激光技术减磨性硬度 TC4钛合金

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单道激光熔覆温度场仿真及实验研究

激光技术 2022年第2期46卷 226-232页

作者：谢林圯吴腾龚美美马孝铭师文庆黄江谢玉萍何宽芳广东海洋大学电子与信息工程学院湛江524088 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院佛山528225

为了研究单道激光熔覆薄板的温度场分布,采用仿真与实验对照的方法,利用ANSYS软件,通过高斯热源模型模拟激光光束能量,再采用非线性边界设定,对单道激光熔覆及冷却过程的温度场进行仿真;使用2kW光纤激光器将铁基(Fe60)粉末熔覆在2mm厚T9... 详细信息

为了研究单道激光熔覆薄板的温度场分布,采用仿真与实验对照的方法,利用ANSYS软件,通过高斯热源模型模拟激光光束能量,再采用非线性边界设定,对单道激光熔覆及冷却过程的温度场进行仿真;使用2kW光纤激光器将铁基(Fe60)粉末熔覆在2mm厚T9A钢板上,并用热成像仪测量多样点温度。结果表明,激光熔覆薄板温度场的仿真符合实验验证结果,其最高温度的最大误差为8.31%。此研究结果对激光加工参量优化有一定指导作用。

关键词：激光技术温度场 ANSYS软件 MATLAB软件数值模拟函数拟合

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电弧增材制造研究进展:多源信息传感

焊接技术 2022年第10期51卷 1-20,I0007页

作者：丁东红黄荣张显程袁磊王凯何宽芳南京工业大学机械与动力工程学院江苏南京211816 佛山科学技术学院机电工程与自动化学院广东佛山528225 华东理工大学机械与动力工程学院上海200237

电弧增材制造(WAAM)因材料利用率高、制造成本低等优势逐渐成为航空航天领域大型复杂金属结构件的潜在制造方法。熔池及焊道的成形监测是电弧增材制造提高零件成形质量和精度的关键。成形过程的多源传感信息能够直接或间接反映零件成形... 详细信息

电弧增材制造(WAAM)因材料利用率高、制造成本低等优势逐渐成为航空航天领域大型复杂金属结构件的潜在制造方法。熔池及焊道的成形监测是电弧增材制造提高零件成形质量和精度的关键。成形过程的多源传感信息能够直接或间接反映零件成形的质量和稳定性。采用先进传感器实现对电弧增材制造过程中的温度信息、熔池与焊道信息以及电弧信息的在线监测,并实时进行反馈调节,是当前保证增材制造零件具有良好成形精度和力学性能的主要手段。文中综述了电弧增材制造多源信息传感的研究进展,讨论了目前存在的主要挑战,并指出电弧增材制造的研究方向。

关键词：电弧增材制造多源信息传感