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底部辅热镁合金搅拌摩擦焊接头的组织及性能研究

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热加工工艺 2024年第1期53卷 39-43,47页

作者：臧千昊周金楠朱涵文甘元元芦笙江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室江苏镇江212003

针对镁合金搅拌摩擦焊接头底部成形不良的问题,对4 mm厚AZ31B镁合金板进行底部辅热搅拌摩擦焊,研究了底部辅热对镁合金接头底部区域温度及组织性能的影响。结果表明:施加底部辅热后,焊缝底部散热减少,峰值温度得到提升。同时,底部辅热... 详细信息

针对镁合金搅拌摩擦焊接头底部成形不良的问题,对4 mm厚AZ31B镁合金板进行底部辅热搅拌摩擦焊,研究了底部辅热对镁合金接头底部区域温度及组织性能的影响。结果表明:施加底部辅热后,焊缝底部散热减少,峰值温度得到提升。同时,底部辅热可以软化金属,提高材料的流动性,焊缝底部的孔洞缺陷消失,底部组织得到细化,接头的抗拉强度和伸长率得到提升。

关键词：搅拌摩擦焊 AZ31B镁合金底部辅热热循环曲线

铝合金T型接头激光+GMAW复合焊残余应力数值分析

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精密成形工程 2024年第4期16卷 101-110页

作者：朱征宇刘辉王加友刘文胥国祥钱红伟江苏科技大学江苏省先进焊接技术重点实验室江苏镇江212100

目的研究激光+GMAW复合焊中不同激光功率参数对铝合金T型接头残余应力的影响,从而提高焊接性能。方法分别考虑了热弹塑性理论、传热学以及T型接头几何特性,建立了铝合金T型接头激光+电弧复合焊残余应力的数值分析模型。采用双椭球体热... 详细信息

目的研究激光+GMAW复合焊中不同激光功率参数对铝合金T型接头残余应力的影响,从而提高焊接性能。方法分别考虑了热弹塑性理论、传热学以及T型接头几何特性,建立了铝合金T型接头激光+电弧复合焊残余应力的数值分析模型。采用双椭球体热源模型表征电弧热输入与熔滴晗,采用锥体热源模型对激光深熔焊进行描述。基于所建立的T型接头模型,使用ANSYS有限元软件对12 mm厚铝合金激光+GMAW焊T型接头残余应力进行模拟计算,并研究其分布特征;使用X射线衍射法对T型接头处的残余应力进行测量从而对所建模型的准确性进行验证。同时,对比了不同激光功率下铝合金T型接头对残余应力的影响规律。结果当激光功率分别为2、3、4、5 kW时,铝合金T型接头路径L3上的纵向残余应力最大值分别为270、263、258、251 MPa,米塞斯-等效应力最大值分别为265、261、257、250 MPa。结论后焊的焊缝A对焊缝B有明显的热处理作用,使应力明显降低;在T型接头焊缝及近缝区,横向残余应力和厚度方向残余应力峰值均比纵向残余应力峰值小,且随着激光功率的增大,焊缝及近缝区拉应力峰值不断减小。

关键词：数值模拟 T型接头残余应力铝合金复合焊

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TA18钛合金TIG焊接头组织及耐腐蚀性能研究

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热加工工艺 2024年第7期53卷 11-15页

作者：郭纪龙付娟赵勇刘新潘艳飞陈夫刚江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室江苏镇江212003 江苏长江智能制造研究院江苏常州213164

采用2B实芯焊丝对12 mm厚的TA18钛合金板进行了TIG焊试验,研究了TA18钛合金TIG焊接头的显微组织,不同腐蚀介质中的电化学和应力腐蚀行为。结果表明:TA18钛合金接头焊缝区域分布大量粗大的柱状晶和少量等轴晶,在盖面、打底及中间填充层... 详细信息

采用2B实芯焊丝对12 mm厚的TA18钛合金板进行了TIG焊试验,研究了TA18钛合金TIG焊接头的显微组织,不同腐蚀介质中的电化学和应力腐蚀行为。结果表明:TA18钛合金接头焊缝区域分布大量粗大的柱状晶和少量等轴晶,在盖面、打底及中间填充层存在部分网篮组织;热影响区主要由针状的α’(α’)相、残余α相和β相组成。在3.5%NaCl溶液中进行电化学腐蚀试验,TA18钛合金接头各区域的耐腐蚀性能从高到低为:母材>焊缝>热影响区。比较TA18钛合金接头在大气环境和模拟海水环境中的慢应变速率拉伸应力-应变曲线,表明该接头的力学性能受海水影响不明显,且对海水的应力腐蚀敏感性较低。

关键词： TA18钛合金 TIG焊电化学腐蚀应力腐蚀

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磁场辅助窄间隙激光填丝焊焊接工艺研究

热加工工艺 2024年第13期53卷 89-93页

作者：宋浩泽付娟赵勇许海洋陶欣江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室江苏镇江212003 江苏扬子鑫福造船有限公司山东泰兴225400

采用磁场辅助窄间隙激光填丝焊工艺对25 mm厚S32101双相不锈钢板进行多层焊接,并对其焊接性能进行了研究。观察对比了有无磁场辅助窄间隙激光填丝焊的焊缝成形,并重点分析了磁场辅助焊接接头的力学性能、金相组织。结果表明:有无磁场辅... 详细信息

采用磁场辅助窄间隙激光填丝焊工艺对25 mm厚S32101双相不锈钢板进行多层焊接,并对其焊接性能进行了研究。观察对比了有无磁场辅助窄间隙激光填丝焊的焊缝成形,并重点分析了磁场辅助焊接接头的力学性能、金相组织。结果表明:有无磁场辅助得到的焊缝表面均平滑均匀,基本无飞溅。无磁场辅助的焊缝出现气孔及未熔合缺陷,施加磁场后焊缝无此缺陷。磁场辅助焊接的拉伸试样均断裂于母材位置,焊接接头的抗拉强度高于母材。各焊层焊缝的平均硬度高于母材。焊缝组织为奥氏体和铁素体,组织细密均匀,两相比例均匀稳定,约为1:1。

关键词：磁场双相不锈钢窄间隙激光填丝焊

基于故障描述因子与多观测器同步协作的AUV执行机构故障隔离与辨识

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控制与决策 2024年第6期39卷 2005-2012页

作者：吴云凯胡大海付俊周扬江苏科技大学自动化学院江苏镇江212100 东北大学流程工业综合自动化国家重点实验室沈阳110819 江苏科技大学计算机学院江苏镇江212100

执行机构的可靠性对系统的安全运行具有重要意义.针对自主式水下机器人(AUV),提出一种基于故障描述因子与多观测器同步协作的故障隔离与辨识方法.首先,通过执行机构故障描述因子概念的引入,将AUV运载器的故障隔离和辨识问题分为两个层级... 详细信息

执行机构的可靠性对系统的安全运行具有重要意义.针对自主式水下机器人(AUV),提出一种基于故障描述因子与多观测器同步协作的故障隔离与辨识方法.首先,通过执行机构故障描述因子概念的引入,将AUV运载器的故障隔离和辨识问题分为两个层级;其次,通过扩张状态观测器(ESO)和故障隔离逻辑规则的设计,实现包括舵面、螺旋桨与舵机在内的粗粒度级执行机构的故障隔离;然后,根据故障力与力矩的正负性关系,进一步分析舵面的具体形变故障类型,亦或基于螺旋桨与舵机的输出力与力矩关系,通过分析故障因子的内部信息,具体辨识可能的螺旋桨与舵机故障类型;最后,通过仿真结果表明所提出方法对AUV执行机构的故障具有较好的隔离与辨识精度.

关键词：自主式水下机器人执行机构故障描述因子多观测器故障隔离多层级故障辨识

层间温度对CMT电弧增材制造2Cr13不锈钢薄壁件成形及组织和性能影响

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焊接 2024年第2期 43-50页

作者：李敬勇李超然徐育烺钱鹏江苏科技大学先进焊接技术省级重点实验室江苏镇江212003

该文利用冷金属过渡(Cold metal transfer,CMT)技术,使用电弧丝材增材制造系统制造2Cr13马氏体不锈钢单道多层薄壁试样,并研究了不同层间温度(100℃,150℃和200℃)对薄壁试样表面成形,微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,较高的层... 详细信息

该文利用冷金属过渡(Cold metal transfer,CMT)技术,使用电弧丝材增材制造系统制造2Cr13马氏体不锈钢单道多层薄壁试样,并研究了不同层间温度(100℃,150℃和200℃)对薄壁试样表面成形,微观组织和力学性能的影响。研究结果表明,较高的层间温度会使得薄壁成形件整体温度升高,散热状况变差,熔池高温存在时间增长,熔融金属流动性增强,最终导致成形件表面变差甚至塌陷。成形件中部组织在经历反复加热和冷却过程后,主要由极为细长的板条马氏体组成,并伴有少量铁素体以及沿铁素体晶界析出的碳化物。靠近重熔区位置由于熔池的热作用会导致马氏体组织过热而发生相变,形成密集的铁素体。随着层间温度减小,成形件晶粒尺寸和分布更为细小均匀;另外,弥散分布在铁素体晶界上的碳化物阻碍位错运动,两者的共同作用使得显微硬度和抗拉强度随层间温度降低而升高,同时拉伸试样的断后伸长率也随之增大。拉伸断裂形式均为韧性断裂,随着层间温度的减小,同取样方向上拉伸试样断口尺寸越来越大,韧窝也越来越深。

关键词：电弧增材制造 2Cr13马氏体不锈钢层间温度组织和性能

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T型接头旋转激光+GMAW复合焊熔池动态行为数值分析模型

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精密成形工程 2024年第4期16卷 147-154页

作者：王艺瑾刘文胥国祥朱杰胡庆贤杜宝帅龚祺龙江苏科技大学江苏省先进焊接技术重点实验室江苏镇江212000 国网山东省电力公司电力科学研究院济南250002

目的研究T型接头旋转光纤激光+GMAW复合焊熔池的温度场和流态特征,揭示气孔缺陷的产生及抑制机理。方法依据光学、电磁学、传热学及流体动力学机理,建立T型接头旋转光纤激光+GMAW复合焊熔池数值分析模型。使用Fluent软件对旋转频率分别... 详细信息

目的研究T型接头旋转光纤激光+GMAW复合焊熔池的温度场和流态特征,揭示气孔缺陷的产生及抑制机理。方法依据光学、电磁学、传热学及流体动力学机理,建立T型接头旋转光纤激光+GMAW复合焊熔池数值分析模型。使用Fluent软件对旋转频率分别为50 Hz和100 Hz的T型接头旋转激光+GMAW复合焊进行温度场以及流态特征的模拟,对比不同频率下T型接头横、纵截面,从工艺和焊缝成形角度出发,针对不同频率对熔池、小孔成形以及气孔抑制的影响进行讨论。结果当旋转频率为50 Hz时,纵截面内小孔最大深度为5.4 mm,横截面熔池内小孔开口直径相对较大,旋转一周后,小孔远离气泡,气泡无法逸出,形成气孔;当旋转频率为100 Hz时,纵截面内小孔深度显著降低,熔池体积明显减小,横截面内小孔最大开口直径和深度均降低,熔池尺寸也有所减小,在时间为0.097 s时,小孔上方区域出现的顺时针涡流不仅能抑制气孔,还能改善熔池的下垂以及立板焊趾处的咬边。结论随着旋转频率的增大,小孔的最大开口直径和深度均降低,还对熔池具有搅拌作用,使熔池体积变小。

关键词： T型接头旋转激光+GMAW焊数值分析旋转频率小孔气孔

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基于实例分割与光流的动态场景RGB-D SLAM

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光学精密工程 2024年第6期32卷 857-867页

作者：王成根史金龙诸皓伟白素琴孙蕴翰卢加文黄树成江苏科技大学计算机学院江苏镇江212000 南京大学计算机软件新技术国家重点实验室江苏南京210046

为了提高动态场景RGB-D SLAM中相机位姿精度,基于实例分割与光流算法,提出一种高精度RGB-D SLAM方法。首先,通过实例分割算法检测出场景中的物体,删除非刚性物体并构造语义地图。接着,通过光流信息计算运动残差,检测场景中动态刚性物体... 详细信息

为了提高动态场景RGB-D SLAM中相机位姿精度,基于实例分割与光流算法,提出一种高精度RGB-D SLAM方法。首先,通过实例分割算法检测出场景中的物体,删除非刚性物体并构造语义地图。接着,通过光流信息计算运动残差,检测场景中动态刚性物体,并在语义地图中追踪这些动态刚性物体。然后,删除每一帧中非刚性物体和动态刚性物体上的动态特征点,利用其他稳定的特征点优化相机位姿。最后,通过TSDF模型重建静态背景,并以点云的形式显示动态刚性物体。在TUM和Bonn数据集中测试表明,本文方法与当前最先进的SLAM工作ACEFusion相比相机精度提升约43%。消融实验结果表明,保留动态刚性物体处于静止状态下的特征点对相机位姿估计结果提升约37%。稠密建图实验结果表明,本文方法在动态场景中重建结果优于当前先进的工作,平均重建误差为0.042 m。代码开源在https://***/wawcg/dy_wcg。

关键词：动态场景同步定位与地图构建实例分割光流

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摇动电弧窄间隙自由成形打底焊工艺研究

江苏科技大学学报（自然科学版） 2024年第2期38卷 36-40页

作者：朱杰王世超王加友姜玉清胥国祥果琨皓江苏科技大学江苏省先进焊接技术重点实验室镇江212100

针对厚板坡口根部焊接难的问题,文中提出了一种采用摇动电弧的窄间隙坡口自由成形打底焊接方法,通过控制电弧做圆弧形轨迹摇动来调整电弧热分布,使焊接熔池自由凝固成形.进行了摇动电弧窄间隙自由成形打底焊接试验,研究了电弧摇动参数... 详细信息

针对厚板坡口根部焊接难的问题,文中提出了一种采用摇动电弧的窄间隙坡口自由成形打底焊接方法,通过控制电弧做圆弧形轨迹摇动来调整电弧热分布,使焊接熔池自由凝固成形.进行了摇动电弧窄间隙自由成形打底焊接试验,研究了电弧摇动参数对打底焊缝自由成形的影响.结果表明:电弧摇动参数能显著影响打底焊缝自由成形,过小的摇动参数易使打底焊缝烧穿,适当增大电弧摇动参数可增强坡口侧壁与根部的熔透,过大的摇动参数会产生未焊透缺陷.

关键词：摇动电弧窄间隙熔化极电弧焊打底焊接自由成形