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光纤布拉格光栅滑觉感知单元

光子学报 2019年第9期48卷 50-57页

作者：冯艳王飞文张华肖佳明胡瑢华南昌大学机电工程学院江西机器人与焊接自动化重点实验室

以悬臂梁为核心结构设计了一种简单实用的滑觉感知单元.利用3支光纤布拉格光栅的中心波长差值的方差,以及波长偏移的大小和方向进行滑动判知,以实现滑动过程接触力变化、滑动速率与方向的检测.实验结果表明,在0.2~1N的接触力范围内,该... 详细信息

以悬臂梁为核心结构设计了一种简单实用的滑觉感知单元.利用3支光纤布拉格光栅的中心波长差值的方差,以及波长偏移的大小和方向进行滑动判知,以实现滑动过程接触力变化、滑动速率与方向的检测.实验结果表明,在0.2~1N的接触力范围内,该滑觉感知单元对微小的滑动有良好的检测效果,最小灵敏度可达3.8pm/mm;滑动灵敏度、速率比例系数以及接触力的实验值与理论值的平均相对误差分别为6%、14%和6.6%.

关键词：光纤布拉格光栅悬臂式传感单元波长差值方差分析滑觉感知

基于光纤光栅传感的化学镀膜过程本征应力监测

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光子学报 2016年第8期45卷 70-74页

作者：王裕波李玉龙王文琴张华崔庆波南昌大学机电工程学院机器人及焊接自动化重点实验室南昌330031

为了研究化学镀膜过程中本征应力的演变过程,建立了基于光纤光栅传感的本征应力计算模型,提出了一种监测化学镀膜过程本征应力演变的方法.通过记录光纤光栅中心波长的偏移量,结合裸光栅进行补偿,实现了在线监测化学镀膜过程产生的本征应... 详细信息

为了研究化学镀膜过程中本征应力的演变过程,建立了基于光纤光栅传感的本征应力计算模型,提出了一种监测化学镀膜过程本征应力演变的方法.通过记录光纤光栅中心波长的偏移量,结合裸光栅进行补偿,实现了在线监测化学镀膜过程产生的本征应力.使用光纤光栅传感器对化学镀Cu过程中本征应力进行监测.结果表明:在化学镀Cu过程中,光纤光栅中心波长蓝移,本征应力表现为压应力,且本征应力随时间的增加而增大;监测光栅的压力灵敏度为4.10 pm/MPa,监测准确度可达到0.24 Mpa.

关键词：应用光学应力演变监测方法在线监测本征应力光纤光栅

铝合金与镀锌钢薄板熔钎焊接头组织与力学性能

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材料工程 2010年第10期38卷 82-85页

作者：李玉龙姜智超禹业晓南昌大学机电工程学院机器人与焊接自动化重点实验室南昌330031

为了对铝合金和镀锌钢板进行优质高效焊接,采用Fronius冷金属过渡焊接机对锻铝6061和SPCC镀锌钢板进行了熔钎焊实验。焊接实验结果表明可以采用专家系统提供的参数进行焊接获得成型良好的接头;组织分析表明接头界面可以分为边缘富锌区... 详细信息

为了对铝合金和镀锌钢板进行优质高效焊接,采用Fronius冷金属过渡焊接机对锻铝6061和SPCC镀锌钢板进行了熔钎焊实验。焊接实验结果表明可以采用专家系统提供的参数进行焊接获得成型良好的接头;组织分析表明接头界面可以分为边缘富锌区、铝熔化区和铝钢界面反应层三个反应区。能谱分析结果表明边缘富锌区主要组成元素是锌和铝,铝钢之间的反应层主要是Fe2Al5反应相;接头上的缺陷主要有气孔、冷隔和低熔共晶缩孔。力学性能测试结果表明:铝、钢熔钎焊接头强度达到80MPa;Fe2Al5反应相平均硬度HV410,镀锌钢母材的平均显微硬度HV130,铝熔化区的平均显微硬度HV55。

关键词：铝合金镀锌钢熔钎焊组织力学性能

基于TIG堆焊技术的低碳钢零件精密快速成形

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焊接学报 2009年第9期30卷 37-40页

作者：李玉龙张华张光云徐建宁南昌大学机电工程学院机器人与焊接自动化重点实验室南昌330031

建立了基于TIG堆焊技术的熔焊快速成形系统,包括焊接电源、TIG焊枪、送丝机构、数控机床、工控机和电压电流采集卡等.TIG焊机进行堆焊成形,数控机床控制焊机的行走并进行后续的切削加工,工控机采集焊接过程中的成形数据,进行反馈控制.... 详细信息

建立了基于TIG堆焊技术的熔焊快速成形系统,包括焊接电源、TIG焊枪、送丝机构、数控机床、工控机和电压电流采集卡等.TIG焊机进行堆焊成形,数控机床控制焊机的行走并进行后续的切削加工,工控机采集焊接过程中的成形数据,进行反馈控制.针对低碳钢TIG堆焊成形过程中热量积累导致工件边缘塌陷的问题建立了电压反馈模糊控制系统.结果表明,在电压反馈模糊控制系统的辅助下进行堆焊可获得成形良好的墙体工件.进行了圆筒形状低碳钢零件的熔焊快速成形,在TIG堆焊的基础上进行了数控切削加工,获得了高精度的成形工件.

关键词：堆焊快速成形电压反馈控制数控铣削加工

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金属化保护的光纤布拉格光栅温度传感模型

光学学报 2009年第2期29卷 336-341页

作者：冯艳张华李玉龙彭刚南昌大学机电工程学院机器人与焊接自动化重点实验室江西南昌330031

光纤布拉格光栅(FBG)传感器是智能金属结构首选的信息传输与传感的载体,埋入金属材料内部的FBG传感器必须要经过适当保护,金属镀层是最有效的保护方法之一。FBG经过镀前预处理,通过化学镀方法可获得均匀的金属保护镀层。针对金属保护镀... 详细信息

光纤布拉格光栅(FBG)传感器是智能金属结构首选的信息传输与传感的载体,埋入金属材料内部的FBG传感器必须要经过适当保护,金属镀层是最有效的保护方法之一。FBG经过镀前预处理,通过化学镀方法可获得均匀的金属保护镀层。针对金属保护镀层,应用弹性力学基本原理分析了由于镀层与FBG传感器的热膨胀系数不同而产生的热应力,建立了镀层厚度对FBG温度传感性能影响的数学模型。镀镍FBG的升温和降温传感实验表明,升温时的实际温度灵敏度系数与模型值之间误差为6.22%,降温时的实际温度灵敏度系数与模型值之间误差为6.75%。与裸FBG相比,化学镀镍后的FBG温度灵敏度系数提高1倍多。结果表明该温度模型从理论上解释了镀层金属热应力对FBG起到的温度增敏作用。

关键词：光纤光学光纤布拉格光栅金属保护镀层热应力温度增敏

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灵敏度可调的光纤布喇格光栅称量传感单元

光子学报 2017年第10期46卷 31-36页

作者：冯艳张劲张震张华李玉龙南昌大学机电工程学院江西省机器人与焊接自动化重点实验室南昌330031

以杠杆悬臂传感梁为基础,设计了支点可调式称量传感单元,通过调节支点位置实现不同量程的称量传感灵敏度可调控制,并且可以实现温度误差补偿.理论分析表明,结构一定的传感单元,支点与支座间距离存在临界阈值,当支座间距离等于该阈值时,... 详细信息

以杠杆悬臂传感梁为基础,设计了支点可调式称量传感单元,通过调节支点位置实现不同量程的称量传感灵敏度可调控制,并且可以实现温度误差补偿.理论分析表明,结构一定的传感单元,支点与支座间距离存在临界阈值,当支座间距离等于该阈值时,称量传感灵敏度等于零;随着支座间距离的增大灵敏度逐渐减小并趋向于稳定.实验表明,在0~200g的范围内,称量传感的平均线性度大于0.998,理论灵敏度与实验灵敏度之间的平均相对误差为6.46%,可满足不同量程的不同灵敏度的称量应用.

关键词：光纤布喇格光栅称量传感杠杆式悬臂灵敏度可调量程可调

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铝合金/镀锌钢异种材料薄板的超声波点焊

焊接学报 2015年第9期36卷 39-42,115页

作者：温昌金李玉龙赵诚南昌大学机电工程学院江西省机器人及焊接自动化重点实验室南昌330031

为了实现铝合金和钢板的高效连接,对3003铝合金和镀锌钢板进行了超声波点焊.研究了接头的显微组织特征、焊接参数对接头性能的影响以及焊缝区的温度变化过程.结果表明,超声波焊接可以对3003铝合金与镀锌钢板进行有效连接;镀锌层被不规... 详细信息

为了实现铝合金和钢板的高效连接,对3003铝合金和镀锌钢板进行了超声波点焊.研究了接头的显微组织特征、焊接参数对接头性能的影响以及焊缝区的温度变化过程.结果表明,超声波焊接可以对3003铝合金与镀锌钢板进行有效连接;镀锌层被不规则挤出,铝合金与钢直接接触区形成了Fe Al3和Fe2Al5相;在一定范围内,随着焊接时间的增加,接头抗拉强度先增加后减小,其减小的原因是过长的焊接时间诱导显微组织演变;当焊接时间为240 ms,焊接压力为0.4 MPa时,获得接头的最大抗拉力为673.05 N;在文中试验条件下,焊接区最高温度达到390℃.

关键词：超声波焊铝合金镀锌钢接头强度界面组织

Q235钢表面TIG焊堆焊铁基非晶涂层的组织与性能

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材料导报 2020年第18期34卷 18135-18138页

作者：李越李玉龙李学文南昌大学机电工程学院机器人及焊接自动化重点实验室南昌330031 南昌大学机电工程学院工程训练中心南昌330031

为了研究不同堆焊热输入对非晶涂层的组织与性能的影响,采用TIG焊堆焊方法在Q235基板上制备了铁基非晶合金涂层。通过X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜、纳米压痕仪和差热分析仪等设备对堆焊层的物相组成、组织形貌、力学性能以及热稳... 详细信息

为了研究不同堆焊热输入对非晶涂层的组织与性能的影响,采用TIG焊堆焊方法在Q235基板上制备了铁基非晶合金涂层。通过X射线衍射、光学显微镜、扫描电镜、纳米压痕仪和差热分析仪等设备对堆焊层的物相组成、组织形貌、力学性能以及热稳定性进行了分析。结果表明:涂层均匀致密,与基体呈冶金结合;涂层的晶化现象随焊接热输入增大而加剧,其晶化相为α-Fe、Cr 12 Fe 36 Mo 10和CrFe 4;涂层的平均硬度随焊接热输入的增大而减少,最高可达7.55 GPa,为基体的3倍;涂层的起始晶化温度随焊接热输入的增大而降低,最高为506.8℃。

关键词：堆焊铁基非晶合金组织性能堆焊电流纳米压痕

回流冷却与等温时效过程中Sn-35Bi-1Ag/Ni-P/Cu焊点组织演变

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材料工程 2018年第6期46卷 95-100页

作者：卢汉桥李玉龙余啸龙维峰江建锋南昌大学机电工程学院江西省机器人与焊接自动化重点实验室南昌330031

通过回流焊接方法,采用水、炉两种冷却方式分别制备了Sn-35Bi-1Ag/Ni-P/Cu快、慢冷钎焊接头。利用等温时效法对两种焊点界面IMCs层的生长动力学进行研究。采用SEM和EDS对界面层的微观结构和物相组成进行表征。结果表明:快冷条件的钎焊... 详细信息

通过回流焊接方法,采用水、炉两种冷却方式分别制备了Sn-35Bi-1Ag/Ni-P/Cu快、慢冷钎焊接头。利用等温时效法对两种焊点界面IMCs层的生长动力学进行研究。采用SEM和EDS对界面层的微观结构和物相组成进行表征。结果表明:快冷条件的钎焊界面为(Ni,Cu)3Sn4+Ni3P的复合结构;慢冷条件下界面结构为(Ni,Cu)3Sn4+Ni3P+(Cu,Ni)6Sn5。等温时效过程中Ni-P层逐渐消耗,(Ni,Cu)3Sn4生长变慢,(Cu,Ni)6Sn5生长遵循时间的平方根动力学,界面IMCs的生长表现为扩散机制控制。两种焊点界面层最终均演化为(Cu,Ni)6Sn5+(Ni,Cu)3Sn4+(Cu,Ni)6Sn5的复合结构。钎焊时效中慢冷焊点IMCs层厚度均大于同等条件的快冷IMCs层,慢冷时界面层IMCs生长速率为4.670×10-18 m2/s,快冷时为3.816×10-18 m2/s,表明钎焊冷却速率影响钎焊及服役过程中焊点的老化行为。

关键词：无铅钎料冷却速率等温时效金属间化合物