成果简介

1　弧焊机器人视觉跟踪系统本成果提出了一种非接触式激光扫描传感器。由于激光束以调制方式投射在焊接电弧近区的工作表面上,因而具有较高的抑制电弧光干扰的能力,提高了信号的信噪比。光接收器采用ＰＳＤ(位置传感元件),它比ＣＣＤ具有更好的信号处理方式,因信号的识别与处理更快。这对于焊接过程的位置和焊接参数的综合控制极为有利。本传感器可以检测焊接接头的剖面形状,因而不仅对焊接跟踪,而且对焊接过程工艺参数、填充金属量也能提供控制依据,在机器人焊接中,还可以提供用于三维空间焊缝跟踪的信息。因而它是一种很有应用前景的焊接…     

十轴六联动双光束激光焊接及其跟踪控制技术

T型接头常见于大型构件的筋壁板,其加工方法和质量往往影响着整个结构件的性能。研制了十轴六联动双光束激光焊接机床,其中六轴联动控制单元实现了在三维激光焊接中对位置和姿态的控制,同时对T型接头两侧进行实时焊缝测量,实现了对双侧焊缝的跟踪与补偿。通过对试验件的焊接,验证了十轴六联动双光束激光焊接及其跟踪控制系统满足大型结构件三维T型接头加工要求。     

多传感器融合技术在镁合金激光焊接质量检测中的应用

将多传感器融合技术应用于镁合金激光焊接质量检测系统,进行了基于D-S证据理论的检测数据融合,构建了识别框架及基本信度函数,阐述了证据组合与决策规则以及质量测度的概念,并对基本算法进行了描述.试验验证了由多传感器获得的温度信息包含焊缝质量特征,对在焊接过程中焊缝附近几点采集的温度数据进行处理完全可以综合评定焊接质量.     

钛合金激光焊接研究

试验研究了2.5 mm厚BT20钛合金激光穿透焊的激光功率-焊接速度匹配曲线,并以焊缝熔宽比为参量研究了主要工艺参数对焊缝成形的影响,同时对比研究了CO2激光和YAG激光穿透焊焊缝成形的差异.结果表明,随激光功率的提高,获得成形优良的全熔透焊缝的焊接速度范围扩大,焊接线能量降低.与CO2激光焊相比,YAG激光焊具有更宽的焊接速度范围,且可以采用更高的焊接速度和更低的焊接线能量.激光功率、焊接速度和离焦量等工艺参数对焊缝熔宽比具有重要的影响.在同样的焊接规范条件下,YAG激光焊缝具有比CO2激光焊缝更大的熔宽比.     

铝合金ZL114A的激光焊接工艺

主要研究了铝合金ZL114A的激光焊接工艺特性.首先对其可焊性进行了摸索,然后探讨了激光焊接工艺参数对焊缝熔深、焊缝宽度以及接头组织和力学性能的影响.结果表明,选择适当的激光焊接工艺参数,如：激光功率、焊接速度、离焦量、保护气体流量等,可以获得高质量的焊缝.组织观察发现,焊缝组织致密、晶粒细小,接头强度可以满足使用要求.     

双焦点激光焊接工艺参数对焊缝成形影响

通过利用自行研制的分束焊接头将一束激光分为能量相当的两束激光,在沿焊缝方向上串联产生了两个焦点.通过该试验系统研究了在双焦点激光焊接过程中参数的变化对焊缝成形和熔深的影响规律,探索了双焦点激光焊接最佳工艺的参数调节,试验结果表明,双焦点激光焊接显著改善了焊接质量,焊缝的中心线开裂敏感性也降低.双焦点激光焊接过程中,激光功率、焊接速度、离焦量等参数的变化,均能对焊缝成形和熔深产生显著影响,进而影响焊缝的微观组织和宏观形状.     

钛合金薄板激光焊缝成形机理

在2.5 mm厚BT20钛合金激光焊焊缝成形特征的试验观察基础上,分析研究了薄板钛合金激光焊的焊缝成形机理.研究表明,不同的激光模式,不同的焊接工艺,薄板钛合金激光焊的焊缝可出现半圆形、钉头形和沙漏形或近X形焊缝3类特征.这些成形特征取决于激光功率密度和线能量两个阈值.对于3种焊缝成形,激光焊可简化为热导焊、未熔透深熔焊和全熔透穿孔焊3种模式.     

利用焊接过程参数的焊缝跟踪系统——卷边接头的焊缝跟踪系统

本文叙述了用于卷边接头的、以电弧为传感器和以反射电子差值法为基础的两种焊缝跟踪系统。这些系统分别适用于钨极氩弧焊、微束等离子焊以及电子束焊接过程。文章分别叙述了这两种系统的工作原理、构成和焊缝跟踪的实验结果。试验表明:系统简单、实用、抗干扰能力强,便于工业应用。     

6061铝合金激光穿透焊的焊缝成形

分别采用光纤激光和YAG激光对2.5mm厚的6061铝合金开展了激光穿透焊接试验,研究了主要焊接参数对焊缝成形的影响规律。结果表明,与YAG激光相比,高能量密度的光纤激光更易于实现穿透焊接,且光纤激光获得良好焊缝成形的工艺区间更大。在穿透焊接条件下,焊缝截面形貌分为钉头形和近X形两种。当激光功率较高时,光纤激光焊缝更趋向于生成近X形截面,YAG激光焊缝更易于生成钉头形截面。焊缝成形受激光功率密度和焊接热输入双重因素的影响。随激光功率密度和焊接热输入的增大,光纤激光焊缝截面形貌逐渐由钉头形向近X形转变。     

美国空军为A-10飞机研制激光光斑跟踪传感器

Ball公司将设计和演示一种激光光斑跟踪传感器，用于确定所接收到的激光能量的发射位置。这种新的激光探测和跟踪器需要在若干性能方面有明显提高，包括减少目标截获时间，提高目标截获范围，增强跟踪和可靠性。这种先进技术还有其它用途，