国家高技术研究发展计划(2011AA090302)
- 作品数：18 被引量：17H指数：2
- 相关作者：高辉周灿丰焦向东杨帆曹军更多>>
- 相关机构：中国海洋石油总公司北京石油化工学院天津大学更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划北京市自然科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：金属学及工艺自动化与计算机技术机械工程交通运输工程更多>>
- 摩擦叠焊工艺中声发射技术的应用前景被引量：2
- 2014年
- 分析了利用声发射技术,实现对摩擦叠焊工艺动态监测的可行性,在对金属材料的金相组织特性以及动态摩擦研究的基础上,将声发射技术用于摩擦叠焊焊接工艺监测。在摩擦叠焊焊接过程中,进行声发射特征信号的特征参数提取,以表述焊接工艺的相应摩擦状态,从而实现对摩擦叠焊成形机理的研究。利用声发射技术监测焊接过程的平稳性,以保证焊接质量;另外,介绍了声发射技术应用于摩擦叠焊工艺优化中体现出的优势,现阶段存在的难点及未来的主要发展方向。
- 柏青周灿丰高辉曹军许威杨帆黄江中
- 关键词：声发射摩擦叠焊
- 管型结构物维修摩擦叠焊设备研制被引量：1
- 2015年
- 针对管型结构物维修的需要,研制了摩擦叠焊设备,该设备由焊接主轴、定位床身、固定鞍座和支撑框架等四个部分组成。其中,摩擦焊接主轴以及定位床身锁紧机构采用液压驱动,而定位床身的主轴轴向移动和周向旋转采用伺服电机驱动。焊接主轴采用液压马达和液压油缸,分别完成作为摩擦焊接耗材的塞棒所需要的旋转和进给两个运动,芯轴设计成为内部空心结构,从而减轻重量、减小转动惯量。定位床身主要由轴向驱动机构、旋转驱动机构、锁紧机构等组成,可以携带焊接主轴实现轴向移动和环向旋转,并且在任意待焊位置进行可靠的锁紧。摩擦焊接主轴控制子系统不仅成功地实现了主轴转速、进给速度和压力等焊接参数的自动控制,而且自动焊接程序可以根据塞棒烧损长度设置合适的焊接参数组合。定位床身控制子系统采用Ⅲ尤对伺服电机进行控制,通过人机界面触摸屏进行操作。最后,采用该设备进行了成功的管道焊接试验,包括钻孔和摩擦叠焊。
- 焦向东周灿丰高辉姬宜朋郭丽峰刘正文
- 关键词：摩擦叠焊
- 轴向偏移量对水下摩擦塞焊接头质量的影响被引量：3
- 2019年
- 采用天津大学自主研发的水下摩擦塞焊设备,进行了不同塞孔与塞棒轴向偏移量(即不同同轴度)对接头质量影响的试验。对接头底部拐角处形貌进行了观察分析,对比分析了不同塞孔与塞棒设计尺寸和不同塞孔与塞棒轴向偏移量得到的接头质量。结果表明,在端部接触面积及塞孔与塞棒间隙较小的A类塞孔与塞棒形状尺寸下,不同偏移量均无法获得较高的接头质量,塞棒偏移后间隙较大的一侧缺陷更加严重。在无偏移的情况下,使用端部接触面积及塞孔与塞棒间隙较大的B类塞孔与塞棒的接头底部拐角处存在微小缺陷,接头质量总体较好。主轴的对中位置精度应控制在±0.5 mm以内。
- 宋国祥孙强杨帆张迅达王志江
- 基于工作级水下机器人的水下摩擦焊技术研究
- 2014年
- 本文针对海底管道及其他水下结构物更换牺牲阳极组件的需要,完成了基于工作级ROV(Remotely Operated Vehicle,水下机器人)的水下摩擦焊装置的研制及其焊接工艺的开发。该技术可替代饱和潜水焊接作业,从而大幅度降低水下结构物的牺牲阳极更换成本。水下摩擦焊装置由焊接主轴头、阳极组件装夹工装、液压系统控制阀组、液压水下热插模块、电控模块及人机操作单元组成。液压控制阀组和电控模块可由ROV携带下水,电控模块的主控单元通过ROV的通讯光纤与人机操作单元进行信息交换。焊接主轴头由ROV的液压系统通过水下热插模块提供动力。这种模块化的系统设计可实现水下摩擦焊装置与ROV作业平台的快速安装与分离,有效提高了ROV作业平台的工作效率。通过对水下摩擦焊接工艺的研究,确定了8~16mm直径螺柱的水下焊接工艺,获得了抗拉强度高于母材的水下摩擦螺柱焊焊接接头,可实现水下牺牲阳极组件的焊接作业。
- 高辉焦向东周灿丰
- 关键词：牺牲阳极光纤通讯
- D36高强钢摩擦塞焊焊接接头组织和性能研究被引量：2
- 2017年
- 利用自主研发的摩擦塞焊设备对摩擦塞焊圆柱形试样进行试验,试样材料选择D36高强钢,通过温度巡检仪采集焊接过程中温度演化数据,试验后对焊接接头进行宏观形貌、金相组织、硬度以及拉伸性能的研究.结果发现:在焊接过程中,温度先迅速升高,之后缓慢降低,塞孔底部最先升温,温度峰值出现在塞孔侧壁中间处;塞棒端部和塞孔底部带有倒角的试样可以获得无缺陷的焊接接头;焊接接头中母材组织为轧制后的铁素体和珠光体的带状组织,焊缝组织和上部热影响区组织为上贝氏体,而塞孔底部倒角处的热影响区以细小的铁素体和珠光体组织为主;焊接接头的硬度分布一般为母材最低,热影响区次之,焊缝最高;当塞棒端部和塞孔底部的倒角达到4,mm时,摩擦塞焊焊接接头拉伸试验的断裂位置在母材处,保证了焊接接头的拉伸性能.
- 徐雅晨荆洪阳韩永典徐连勇
- 关键词：焊接热循环金相组织
- 工艺参数对摩擦叠焊单元成形过程的影响
- 2015年
- 基于摩擦焊技术特点,研究摩擦叠焊单元成形工艺,分析转速、进给速度和轴向压力这三个主要工艺参数对摩擦叠焊单元成形过程的影响。结果表明:焊接过程中选用高转速,可以显著提高产热速率,填充材料更容易达到塑性状态而与预制孔侧壁紧密结合,在与转速匹配较好的进给速度和轴向压力范围内,选用较高的进给速度和轴向压力更容易获得质量优异的接头。
- 杨帆宋国祥陈秀清徐亚国高辉焦向东周灿丰
- 关键词：摩擦叠焊
- DH36钢摩擦叠焊工艺试验研究被引量：1
- 2017年
- 对DH36结构钢进行25 mm孔深摩擦叠焊工艺试验,并对焊接过程及工艺参数变化进行实时监测,焊后对接头的宏观形貌、热机耦合过程、硬度分布以及拉伸性能进行了测试。研究结果表明,摩擦叠焊焊接过程可分为预热、加压、恒压焊接以及停转顶锻;对直径18 mm、孔深25 mm的锥形塞孔,在焊接转速7 000 r/min,压力25~40 kN,均可获得无缺陷焊接接头,接头质量最高可近似达到母材的100%,断裂位置主要沿连接面断裂或在母材发生断裂。
- 栾陈杰吴红霞任胜汉刘梦雨
- 关键词：摩擦叠焊抗拉强度
- 水下摩擦叠焊机可适应架构设计方法被引量：2
- 2014年
- 为提高水下摩擦叠焊机对海洋管状物修复的适应能力和响应速度,将可适应设计引入叠焊机的设计过程中.针对机械产品功能变化的特点,在需求分析和功能分析的基础上,通过扩展功能结构图来表达可适应产品的可适应性;结合开放式架构的设计理念,明确产品的基础平台、功能模块及其接口,以便用户根据需求选择模块配置;提出了基于集合的产品可适应性评价方法,为评价方案的优劣提供量化指标.以水下摩擦叠焊机产品族设计为例,表明该方法具有较好的实用性和可操作性,可用于产品的开发和设计.
- 陈永亮刘谱刘玉坤
- 关键词：快速响应开放式架构可适应设计
- 塞棒材料和尺寸对摩擦叠焊接头成形缺陷的影响
- 2021年
- 采用天津大学自主研制的水下摩擦塞焊设备,通过改变塞棒材料和塞孔塞棒形状尺寸,研究其对DH36钢水下摩擦叠焊接头成形缺陷的影响。结果表明,端部接触面积与塞孔塞棒间隙较小的A类塞孔塞棒形状尺寸,采用DH36,5A02 (LF2),Q235,Q345作为塞棒材料,均无法获得无缺陷的摩擦叠焊接头质量。塞棒的端部与塞孔的底部完全贴合的塞孔塞棒设计尺寸虽可在焊接初始阶段直接在容易出现缺陷的底部拐角处产热,但塞孔与塞棒之间间隙很小,焊接时间短,摩擦叠焊接头质量未得到提高。建议增大塞孔底部接触面积和塞孔塞棒之间的空间。
- 杨帆赵翠华黄江中李连波周喜成
- 塞棒形式对摩擦叠焊单元成形质量的影响被引量：2
- 2014年
- 为解决摩擦叠焊单元成形过程中塞棒与孔侧壁结合强度不足的问题,研究了塞棒形式对摩擦叠焊单元成形质量的影响。采用8种不同形式的塞棒分别进行焊接试验并对接头进行拉伸试验。通过对接头的宏观照片及拉伸试验结果进行对比,分析不同塞棒形式对叠焊单元焊接质量的影响。结果表明,通过对塞棒形式的不断优化,可以减少焊接缺陷,提高焊接质量。
- 宋国祥陈秀清杨帆徐亚国焦向东高辉
- 关键词：摩擦叠焊塞棒
