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304不锈钢激光拼焊及其焊缝组织研究

应用激光 2013年第4期33卷 440-443页

作者：张文超王帅杨森南京理工大学材料科学与工程学院江苏南京210094

采用连续光纤激光器进行了0.5 mm和1 mm厚304不锈钢薄板的对接拼焊。研究了焊接速度、离焦量、保护气类型对焊缝成形及性能的影响,通过对焊缝熔透性、焊缝形貌的分析,得到了优化的焊接工艺参数。实验结果表明,在氩气保护条件下,激光输... 详细信息

采用连续光纤激光器进行了0.5 mm和1 mm厚304不锈钢薄板的对接拼焊。研究了焊接速度、离焦量、保护气类型对焊缝成形及性能的影响,通过对焊缝熔透性、焊缝形貌的分析,得到了优化的焊接工艺参数。实验结果表明,在氩气保护条件下,激光输出功率为200 W,焊接速度为120 mm/min,离焦量为0时,焊缝质量良好,焊缝组织呈明显的柱状晶组织特征,由奥氏体和残余δ铁素体组成。随着焊接速度的提高,焊缝的拉伸强度逐渐减小。当焊接速度为120 mm/min时,焊缝的拉伸强度最高达562 MPa,接近母材强度。

关键词：激光拼焊 304不锈钢焊缝组织

基于结构光视觉的激光拼焊焊缝背面质量检测方法研究

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仪表技术与传感器 2010年第9期 84-87页

作者：张万江许敏沈阳建筑大学信息与控制工程学院辽宁沈阳110168 中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016

在激光拼焊中,背面焊缝成形质量直接影响焊件的机械性能。文中在分析结构光视觉检测原理的基础上,建立了基于结构光视觉传感的焊后焊缝背面质量检测系统并对焊缝背面质量检测系统图像处理方法进行了深入研究。在图像处理过程中,首先通... 详细信息

在激光拼焊中,背面焊缝成形质量直接影响焊件的机械性能。文中在分析结构光视觉检测原理的基础上,建立了基于结构光视觉传感的焊后焊缝背面质量检测系统并对焊缝背面质量检测系统图像处理方法进行了深入研究。在图像处理过程中,首先通过开窗处理来获得兴趣区域,采用中值滤波去除图像噪声;其次使用迭代自动阈值法分割出结构光;在结构光条纹中心线提取过程中,提出了一种新的模板法获得了条纹的边界并用几何中心法提取了条纹中心线;然后,将斜率分析法引入到条纹中心线特征点检测中并获得了中心线上的一系列特征点。最后通过背面焊缝的图像序列,计算获得了背面焊缝不同位置处的几何参数及缺陷值。试验表明,该焊缝背面质量检测系统图像处理方法可靠性高、运算速度快、抗干扰能力强,具有较高实用价值。

关键词：激光拼焊背面焊缝图像结构光条纹特征点检测

基于焊缝碾压预成型的长焊缝激光拼焊系统设计

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机械设计与制造 2010年第1期 51-53页

作者：王军义徐志刚辛立明中国科学院沈阳自动化研究所沈阳110016 中国科学院研究生院北京100039

提出基于焊缝碾压预成型的长焊缝激光拼焊系统,其通过焊前对较厚板材边缘进行碾压使材料向焊缝方向塑性变形来填补焊缝间隙,极大地降低了长焊缝激光拼焊对板材直线度的要求。系统结构简便,成本较低,可有效提高焊接速度和焊接质量。介绍... 详细信息

提出基于焊缝碾压预成型的长焊缝激光拼焊系统,其通过焊前对较厚板材边缘进行碾压使材料向焊缝方向塑性变形来填补焊缝间隙,极大地降低了长焊缝激光拼焊对板材直线度的要求。系统结构简便,成本较低,可有效提高焊接速度和焊接质量。介绍了系统组成结构、工作原理及控制方法。焊接结果表明,对于焊前间隙0.5mm板材的焊接,系统能大大提高焊接速度并保证焊接质量。

关键词：激光拼焊碾压预成型塑性变形

异厚板激光拼焊接头动态拉伸性能数值仿真方法研究

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钢铁钒钛 2021年第5期42卷 62-68页

作者：郑帮智田晓琳王泽龙唐新新成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司四川成都610300 钒钛资源综合利用国家重点实验室四川攀枝花617000

研究了异厚板HC340LA和HC260LA低合金高强钢激光拼焊工艺,对焊接接头进行了X射线探伤、静态拉伸、金相组织和显微硬度检测与分析。结果表明,异厚低合金高强钢通过激光拼焊工艺可以得到成形良好的焊缝,焊缝组织以柱状马氏体为主。焊缝经... 详细信息

研究了异厚板HC340LA和HC260LA低合金高强钢激光拼焊工艺,对焊接接头进行了X射线探伤、静态拉伸、金相组织和显微硬度检测与分析。结果表明,异厚低合金高强钢通过激光拼焊工艺可以得到成形良好的焊缝,焊缝组织以柱状马氏体为主。焊缝经探伤无明显可见气孔、夹渣等缺陷,拉伸试样断裂位置位于薄板母材一侧上,且焊缝融合区硬度明显高于母材。针对激光拼焊接头进行了动态拉伸试验和数值仿真分析,研究了共节点模型与试验的差异性、区域效应和厚度效应对应力应变的影响规律。研究表明,采用共节点数值模型进行动态拉伸仿真,其应变值远大于试验测得的应变值。焊缝相关联的母材区域可直接调控应力应变的分布情况,可通过区域效应调控应变的大小,厚度效应调控应力的大小。

关键词：异厚板激光拼焊动态拉伸数值模拟

不等厚DP1180/DP590双相钢激光拼焊接头的显微组织与力学性能

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机械工程材料 2019年第3期43卷 44-49页

作者：尚庆慧舒滢王国栋邢飞李雅馨郭学鹏西北有色金属研究院西安710016 吉林大学材料科学与工程学院长春130022

对1.2mm厚DP1180双相钢板和1.5mm厚DP590双相钢板进行激光拼焊,研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:接头焊缝表面基本无飞溅现象,成形质量良好;焊缝区由粗大柱状晶组成,为板条状马氏体和铁素体的双相组织;热影响区可分为临界区... 详细信息

对1.2mm厚DP1180双相钢板和1.5mm厚DP590双相钢板进行激光拼焊,研究了接头的显微组织和力学性能。结果表明:接头焊缝表面基本无飞溅现象,成形质量良好;焊缝区由粗大柱状晶组成,为板条状马氏体和铁素体的双相组织;热影响区可分为临界区、细晶区和粗晶区,其组织均由马氏体和铁素体组成,DP1180钢侧的热影响区比DP590钢侧的宽;接头焊缝区的显微硬度最高,平均值达369HV;接头拉伸时均在母材DP590钢中断裂,其抗拉强度与DP590钢的相同,伸长率为14.7%,约为DP590钢的一半。

关键词：不等厚双相钢激光拼焊显微组织力学性能

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不等厚激光拼焊板焊缝质量检测图像处理方法

焊接技术 2010年第4期39卷 56-61页

作者：许敏赵明扬邹媛媛中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 中国科学院研究生院北京100049

针对激光拼焊过程中的各种噪声干扰,使得焊缝图像复杂多变,本文对结构光视觉焊缝质量检测系统图像处理方法进行了深入研究。在图像预处理中,首先通过加窗处理来获得兴趣区域,采用中值滤波去除图像噪声。针对母材区域和焊缝区域对结构光... 详细信息

针对激光拼焊过程中的各种噪声干扰,使得焊缝图像复杂多变,本文对结构光视觉焊缝质量检测系统图像处理方法进行了深入研究。在图像预处理中,首先通过加窗处理来获得兴趣区域,采用中值滤波去除图像噪声。针对母材区域和焊缝区域对结构光反射率不同,提出了使用局部阈值来分割目标图像的方法,并使用形态学开运算进一步去除噪声干扰;在结构光条纹中心线提取过程中,使用模板法获得了条纹的边界并用几何中心法提取了条纹中心线;提出了基于焊缝灰度图像的灰度突变和拟合直线法来检测特征点的方法。试验表明,该方法具有较高的特征点检测可靠性,并且运算速度快、抗干扰能力强,具有较高实用价值。

关键词：激光拼焊焊缝图像结构光条纹特征点检测

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不等厚激光拼焊板焊缝不一致问题研究

机械设计与制造 2022年第11期 85-88页

作者：陈东夏慧超武广涛李江辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114051

焊缝不一致问题会导致焊缝强度不均和冲压变形失稳,是激光拼焊板的主要焊缝缺陷之一。基于对焊前对接间隙的实时跟踪测量,提出一种用于解决焊缝不一致问题的动态偏移量补偿方法。对激光拼焊定位工序后形成的对接间隙进行了实验研究,明... 详细信息

焊缝不一致问题会导致焊缝强度不均和冲压变形失稳,是激光拼焊板的主要焊缝缺陷之一。基于对焊前对接间隙的实时跟踪测量,提出一种用于解决焊缝不一致问题的动态偏移量补偿方法。对激光拼焊定位工序后形成的对接间隙进行了实验研究,明确了间隙的成因、尺寸范围及沿焊缝长度方向的分布规律。对不同间隙下的不等厚板组进行焊接实验研究,结果表明间隙直接影响熔化金属的体积,从而影响焊缝截面形状,不均匀的间隙会导致焊缝不一致问题。通过分析间隙、偏移量、板厚和熔化宽度等参数之间的关系,建立了动态偏移量补偿方法的数学模型。在全自动激光拼焊设备上进行了焊接实验,结果表明该方法可有效解决焊缝不一致问题。

关键词：激光拼焊焊缝不一致间隙偏移量焊缝形状补偿方法

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基于激光拼焊技术车身B柱轻量化设计分析

机械设计与制造 2023年第4期386卷 247-250,256页

作者：陶金仓杜炎熙牛艳莉郑州升达经贸管理学院交通管理学院河南郑州451191 黄河科技学院工学部河南郑州450063

B柱是侧面碰撞的关键承载结构件,对整车安全性具有重要影响。基于B柱可制造性工艺分析模型,对B柱进行成形工艺分析;在保证成形工艺的前提下,对B柱进行激光拼焊设计;对拼焊的材料和厚度进行分析;在此基础上,对激光拼焊的焊缝位置进行设计... 详细信息

B柱是侧面碰撞的关键承载结构件,对整车安全性具有重要影响。基于B柱可制造性工艺分析模型,对B柱进行成形工艺分析;在保证成形工艺的前提下,对B柱进行激光拼焊设计;对拼焊的材料和厚度进行分析;在此基础上,对激光拼焊的焊缝位置进行设计;基于整车侧碰安全性分析模型,对获得的拼焊设计方案进行碰撞安全性分析,对比优化设计前后的侵入量和侵入速度;依靠激光拼焊方案量产车型,对激光拼焊B柱的轻量化效果和安全性进行分析,并对设计过程的可靠性进行验证。结果可知:B柱零件的上部选用DP780,下部采用DP590,且上下的板厚差不超过0.6mm,可以满足激光拼焊成形要求,焊缝的位置距离B柱低端370mm时,减薄率最低为21.1%;激光拼焊设计与原设计安全性基本保持一致,各测点指标的误差小于3%;原设计方案B柱的总量为21.3kg,而激光拼焊方案B柱的总量为17.5kg,轻量化减重达到21.7%;激光拼焊方案实测结果满足碰撞要求,侵入量最大值为137.8mm,侵入速度的最大值为4.33mm,均小于最大限值;仿真分析和实测各个测点的结果保持基本一致,侵入量的最大误差为5%,而侵入速度的最大误差为5.4%,表明模型仿真分析结果的可靠性,为此类设计提供参考。

关键词：车身 B柱侧面碰撞激光拼焊成形性安全性

基于局部阈值的激光拼焊焊缝条纹中心线快速检测方法研究

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仪表技术与传感器 2010年第4期 101-104页

作者：许敏赵明扬中国科学院沈阳自动化研究所辽宁沈阳110016 中国科学院研究生院北京100049

基于视觉的激光拼焊焊缝表面质量在线实时检测系统中,结构光条纹中心线能否快速、准确提取是影响检测系统性能的关键因素之一。传统的高斯拟合法和Hessian矩阵法虽然具有较高的亚像素提取精度,但其计算量非常大,无法满足实时性的要求。... 详细信息

基于视觉的激光拼焊焊缝表面质量在线实时检测系统中,结构光条纹中心线能否快速、准确提取是影响检测系统性能的关键因素之一。传统的高斯拟合法和Hessian矩阵法虽然具有较高的亚像素提取精度,但其计算量非常大,无法满足实时性的要求。文中在分析激光拼焊焊缝质量检测系统中结构光条纹图像特点的基础上,将传统的几何中心法引入到结构光条纹中心线提取中,提出了一种精度介于像素级到亚像素级之间的局部阈值几何中心法。实验表明:该算法具有较高的精度和较强的抗干扰能力,实现了视觉检测系统中结构光条纹中心线的快速提取,为激光拼焊焊缝质量视觉检测系统在线实时检测奠定了基础。

关键词：激光拼焊局部阈值结构光条纹