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高强韧轨道交通用钢药芯焊丝的力学性能及组织分析

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焊接学报 2017年第4期38卷 67-71页

作者：洪波张明华尹付成湘潭大学机械工程学院湘潭411105 焊接机器人及应用技术湖南省重点实验室湘潭411105 湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105

针对轨道交通装备用屈服强度为450 MPa级低合金高强钢研制了一种焊接工艺性能优良、具有高强韧性、良好抗疲劳性能的药芯焊丝,并对研制的药芯焊丝熔敷金属拉伸、低温冲击韧性和疲劳强度等力学性能及组织进行了分析.结果表明,研制的药芯... 详细信息

针对轨道交通装备用屈服强度为450 MPa级低合金高强钢研制了一种焊接工艺性能优良、具有高强韧性、良好抗疲劳性能的药芯焊丝,并对研制的药芯焊丝熔敷金属拉伸、低温冲击韧性和疲劳强度等力学性能及组织进行了分析.结果表明,研制的药芯焊丝成分设计合理,焊缝组织以针状铁素体和粒状贝氏体为主,晶粒细小,有效提高了焊缝的强韧性,使焊缝具有优良的低温韧性和疲劳性能.药芯焊丝熔敷金属的抗拉强度达到620 MPa,-40℃低温韧性夏比冲击吸收功为96 J,指定寿命为2×10~6次循环下的疲劳极限为354 MPa,分别是设计目标值的1.1倍、1.6倍和2.2倍,能够满足轨道交通装备用屈服强度为450 MPa级低合金高强钢的焊接需求.

关键词：药芯焊丝成分设计低温韧性疲劳强度

窄间隙CO_2气体保护焊的磁控焊缝跟踪方法

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焊接学报 2017年第11期38卷 1-6页

作者：洪波易世洪庞争林李文强湘潭大学焊接机器人与应用技术湖南省重点实验室湘潭411105

针对单道多层窄间隙焊接中的焊缝对中和变侧壁宽度的侧壁融合的问题,建立了窄间隙CO_2气体保护焊的电弧长度数学模型.通过MATLAB仿真出电弧长度和焊接电流变化曲线,模拟焊接电流在两侧壁发生突变的特点,提出一种横向跟踪方法.以1/4周期... 详细信息

针对单道多层窄间隙焊接中的焊缝对中和变侧壁宽度的侧壁融合的问题,建立了窄间隙CO_2气体保护焊的电弧长度数学模型.通过MATLAB仿真出电弧长度和焊接电流变化曲线,模拟焊接电流在两侧壁发生突变的特点,提出一种横向跟踪方法.以1/4周期内电流变化斜率K_i>C的时间点作为电弧到达侧壁的标记,累计电弧从焊枪中心摆动到此时的脉冲数N_L和N_R,对N_L和N_R进行相关运算得到横向偏差信息,以数字电位计AD51113为基础设计了电磁传感器磁场强度调节装置.结果表明,利用系统进行的焊缝跟踪效果良好,磁场调节效果稳定,为窄间隙CO_2气体保护焊的跟踪提供一种新的解决方案.

关键词：窄间隙二氧化碳气体保护焊电磁传感器横向跟踪磁场强度智能调节

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基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别

焊接学报 2018年第7期39卷 60-64页

作者：尹力洪波李湘文李毅唐明湘潭大学机械工程学院湘潭411105 湘潭大学焊接机器人与应用技术湖南省重点实验室湘潭411105 不详

针对大梁自动焊过程中焊缝坡口角度、工件偏转、坡口间隙、定位焊缝等因素,容易造成焊缝偏差识别结果不准确或难以识别的现状,提出了一种基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别方法,建立了大梁焊缝坡口弧长模型,在特征谐波检测法基础... 详细信息

针对大梁自动焊过程中焊缝坡口角度、工件偏转、坡口间隙、定位焊缝等因素,容易造成焊缝偏差识别结果不准确或难以识别的现状,提出了一种基于激光位移传感器的大梁自动焊偏差识别方法,建立了大梁焊缝坡口弧长模型,在特征谐波检测法基础上,利用各谐波分量之间线性空间关系,提出了大梁焊缝偏差解算方法,消除了坡口角度和工件偏转等非偏差因素对偏差检测的干扰.对某集装箱大梁纵缝进行焊缝偏差识别试验.结果表明,该方法对坡口间隙和定位焊缝具有良好的抗干扰能力,为大梁自动焊偏差识别提供一种新的理论和实践参考.

关键词：激光位移传感器焊缝偏差识别大梁自动焊坡口间隙定位焊缝

修正型果蝇算法优化GRNN的大梁自动焊障碍预测

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焊接学报 2017年第1期38卷 73-76页

作者：洪波刘龙王涛湘潭大学焊接机器人及应用湖南省重点实验室湘潭411105

大梁自动焊时,必须自动避开工件上的筋板、隔板和空洞等障碍物.但因产品的种类多,工件上障碍物的位置存在随机性,难以通过单一的方法进行障碍物预测.针对该问题,利用超声波传感器采集障碍物信息,提出一种修正型果蝇算法优化广义回归神... 详细信息

大梁自动焊时,必须自动避开工件上的筋板、隔板和空洞等障碍物.但因产品的种类多,工件上障碍物的位置存在随机性,难以通过单一的方法进行障碍物预测.针对该问题,利用超声波传感器采集障碍物信息,提出一种修正型果蝇算法优化广义回归神经网络(AFOA-GRNN)的大梁自动焊障碍物预测模型.该方法在传统果蝇算法中引入信息素和灵敏度两个因子,改进了寻优策略和果蝇位置的替换方式,对GRNN进行参数优化,进行大梁自动焊障碍物的预测.结果表明,建立的修正型AFOA-GRNN预测模型相比于FOA-GRNN,训练速度更快,预测精度更高.

关键词：大梁自动焊障碍物预测果蝇优化算法广义回归神经网络

基于MP-NBFE法的磁控电弧焊缝跟踪的信号提取

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焊接学报 2016年第3期37卷 53-56,105页

作者：柳健洪波李湘文刘龙湘潭大学机械工程学院湘潭411105

针对磁控电弧焊缝跟踪信号非线性不平稳等特点,提出了一种基于匹配追踪和非参数基函数相结合的磁控电弧焊缝跟踪特征信号提取方法(MP_NBFE);在匹配追踪的每一次迭代中,首先自适应调整模板信号,使其逼近原始跟踪信号中的某一特征成分,然... 详细信息

针对磁控电弧焊缝跟踪信号非线性不平稳等特点,提出了一种基于匹配追踪和非参数基函数相结合的磁控电弧焊缝跟踪特征信号提取方法(MP_NBFE);在匹配追踪的每一次迭代中,首先自适应调整模板信号,使其逼近原始跟踪信号中的某一特征成分,然后用非参数基函数特征波形提取方法计算出与该模板信号最匹配的信号特征成分的最优估计;其次,依照匹配追踪的原理,用最优估计值去更新信号余量,在新的信号余量中继续寻找计算其他特征成分的最好估计.重复执行该过程,直到信号余量的能量小于预先设定的阈值.通过自行研制的磁控电弧传感器焊缝跟踪平台上的特征信号提取试验验证,结果表明,该方法提取的V形坡口扫描信号与V形坡口扫描的仿真信号变化趋势相同,可准确反映焊缝偏差信息.

关键词：磁控电弧特征信号匹配追踪非参数基函数

一种基于三维空间的焊缝跟踪精度评价分析方法

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焊接学报 2017年第12期38卷 5-8页

作者：洪波卢文召汤小虎李高阳湘潭大学机械工程学院焊接机器人及应用技术湖南省重点实验室湘潭411105 广东新会中集特种运输设备有限公司广州510000

为了提高弧焊机器人的焊缝跟踪精度,提出了一种新的焊缝跟踪精度的评价方法,建立了基于三维空间焊缝的精度评价模型,该模型建立了焊接电流、焊接速度和焊枪高度等多个焊接工艺参数与焊缝跟踪精度之间的模型关系.基于该模型,通过MATLAB... 详细信息

为了提高弧焊机器人的焊缝跟踪精度,提出了一种新的焊缝跟踪精度的评价方法,建立了基于三维空间焊缝的精度评价模型,该模型建立了焊接电流、焊接速度和焊枪高度等多个焊接工艺参数与焊缝跟踪精度之间的模型关系.基于该模型,通过MATLAB对该模型进行仿真分析,验证了所提出精度分析方法和精度模型的正确性及有效性.结果表明,在焊缝跟踪过程中焊接电流和焊接速度对焊缝跟踪精度影响明显.该精度分析方法对于焊缝跟踪精度的评价具有一定的参照意义,并且在焊接工艺参数的合理选择时对焊缝跟踪精度具有重要影响.

关键词：焊缝跟踪精度评价三维空间焊缝熔池体积重合

基于RNGK-FCM算法的大梁焊接障碍物识别

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焊接学报 2018年第12期39卷 58-62,131页

作者：唐明洪波李湘文雷伟成湘潭大学焊接机器人及应用技术湖南省重点实验室湘潭411105

针对大梁焊接时难以通过传统的识别方法实现实时而精确的障碍物识别的问题,提出一种优化模糊C均值实时聚类(RNGK-FCM)的大梁焊接障碍物识别方法.引入实时聚类策略,替换核化距离函数,全局快速优化.通过MATLAB平台进行仿真对比分析各类FC... 详细信息

针对大梁焊接时难以通过传统的识别方法实现实时而精确的障碍物识别的问题,提出一种优化模糊C均值实时聚类(RNGK-FCM)的大梁焊接障碍物识别方法.引入实时聚类策略,替换核化距离函数,全局快速优化.通过MATLAB平台进行仿真对比分析各类FCM算法聚类性能,RNGK-FCM相比于传统FCM算法,能实时获取聚类数;对噪声点具有较好的鲁棒性;降低了对初值的敏感性,聚类识别精度高.在某公司大梁自动焊生产线进行障碍物识别试验.结果表明,各类障碍物聚类数准确,实时性优良,障碍物规避动作精准,为实现大梁自动焊打下了坚实的基础.

关键词： RNGK-FCM算法实时聚类核化函数全局快速优化大梁障碍物识别

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基于动态焊缝切线法的大曲率弯曲焊缝跟踪

焊接学报 2016年第1期37卷 55-58,131页

作者：柳健洪波洪宇翔李毅湘潭大学复杂轨迹加工工艺及装备教育部工程研究中心湘潭411105

针对轮式移动焊接机器人在造船、大型球罐焊接等工业生产中的大曲率弯曲焊缝跟踪问题,在采用小波实时降噪的基础上,结合焊缝切线法的思路和滑模变结构控制方法提出了动态焊缝切线法,并且通过Matlab仿真分析和试验验证,证明了该方法能够... 详细信息

针对轮式移动焊接机器人在造船、大型球罐焊接等工业生产中的大曲率弯曲焊缝跟踪问题,在采用小波实时降噪的基础上,结合焊缝切线法的思路和滑模变结构控制方法提出了动态焊缝切线法,并且通过Matlab仿真分析和试验验证,证明了该方法能够以固定步长实时修正焊接小车驱动轮的速度,保证焊炬沿大曲率弯曲焊缝轨迹跟踪效果较好的前提下切线速度大小基本不变,提高了焊缝质量,实现了弯曲焊缝的实时自动跟踪.为轮式移动焊接机器人在复杂轨迹的焊缝自动跟踪应用方面提供了一种新的理论思路.

关键词：移动焊接机器人焊缝跟踪小波准实时降噪焊缝切线法

基于Delaunay三角剖分的磁控旋转电弧堆焊自由曲面重建

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焊接学报 2018年第5期39卷 25-28页

作者：洪波姚强尹力雷伟成湘潭大学焊接机器人及其应用湖南省重点实验室湘潭411105

多层堆焊时,第二层焊缝受第一层焊缝的形状和焊接质量影响较大,一般需经人工观察实时调整堆焊参数和焊枪姿态,急需一种精准高效的堆焊三维曲面识别技术,以满足自动化堆焊的要求.针对这一问题,提出一种基于采样点三维数据的分区间Krigin... 详细信息

多层堆焊时,第二层焊缝受第一层焊缝的形状和焊接质量影响较大,一般需经人工观察实时调整堆焊参数和焊枪姿态,急需一种精准高效的堆焊三维曲面识别技术,以满足自动化堆焊的要求.针对这一问题,提出一种基于采样点三维数据的分区间Kriging插值增长的Delaunay三角剖分模型,该方法根据磁控旋转电弧堆焊传感器采集的焊缝采样点数据,利用Kriging插值算法加权处理,得到相应的内点,将这些数据点进行分区间增长的Delaunay三角剖分,投影到三维空间中形成三角网格面片,完成堆焊曲面重建.结果表明,该方法的曲面重建效果较好,实时性较高.

关键词：磁控旋转电弧多层堆焊曲面重建 Kriging插值 Delaunay三角剖分