MICROBO智能焊接机器人工艺技术

通过积极布局智能制造，引进MICROBO便携式全位置智能焊接机器人用于船坞搭载阶段合龙焊缝的焊接。MICROBO能够自动计算每条焊道使用的焊接参数，默认使用实芯焊丝，为提高效率，换用药芯焊丝。给出手动调整焊接参数的建议，包括将每条焊道的电流调大20~30 A，电压调大3~5 V，焊接速度降低40~60 mm/min。提出平对接、立对接、斜45°对接等3个不同焊接位置的焊接工艺。在外场施工时应注意避免风对焊接质量的影响，专门制作的一体式挡风装置可以有效减少气孔缺陷。机器人对坡口的适应性不强，使用中应注意控制坡口的切割质量和装配精度。     

从装焊顺序入手来控制焊接残余变形的方法和应用

焊接过程是一个不均匀加热的过程,以致在焊接过程中焊接结构不可避免地产生残余变形.为了不使焊接产品的质量下降或报废,在焊接作业过程中必须尽可能地避免产生焊接残余变形. 从常规来考虑,根据结构的特点采取不同的焊接方向和焊接顺序、反变形、刚性固定、强迫冷却以及实行事后矫正等方法,去处理那些能够产生严重残余变形的焊接结构.这些方法虽然科学、可靠,但有时在设备不全的工况下操作起来很不方便.利用焊接结构的合理装配顺序对结构变形影响较大的特点,总结两点经验,供参考.     

焊接缺陷对环肋圆柱壳水下辐射噪声的影响

为了研究焊接缺陷对水下结构振动辐射噪声的影响,以出现焊接缺陷的环肋圆柱壳为研究对象,采用结构有限元耦合流体边界元法计算了结构在不同的焊接缺陷大小、缺陷对应中心角度、含缺陷肋骨的位置以及含缺陷的肋骨数量时的水下辐射噪声,得到不同工况下结构振动声辐射噪声的频率响应曲线,并对数值计算结果进行了初步的比较和分析。结果表明,焊接缺陷的大小、对应中心角度、含缺陷肋骨的位置以及含缺陷肋骨的数量对结构的模态和水下辐射噪声指向性均有一定的影响。但总体上,靠近舱壁的肋骨出现焊接缺陷时对结构的辐射噪声影响较小。在实际工程应用中,可以根据焊接缺陷的大小、对应中心角度、缺陷肋骨位置以及缺陷肋骨数量综合分析缺陷对整个结构声学特性的影响。结论对分析潜艇辐射噪声测量结果有一定的参考价值。     

船用起重机桁架式臂架制作工艺

为了提高船用起重机全圆管桁架式臂架的制作质量、控制焊接变形和焊后的尺寸,对臂架圆管相贯线及坡口的切割、臂架分段位置法兰的焊接变形控制进行试验,并对试验过程中的数据进行汇总分析,优化臂架制作工艺。在臂架装配过程中,利用不同角度的卡码板进行三维定位、装配桁架结构,保证圆管相贯位置的装配间隙和角度,提高臂架焊接质量。     

梁架型结构焊接变形的计算机预测和控制

本文对梁架型结构的焊接变形进行了较详细的分析并编制了相应的计算机程序。该程序考虑了影响变形的各种因素,如焊接工艺参数、装配焊接顺序、塑性区的重叠以及边缘气割的影响等等。利用该法可以对各种装配焊接工艺方案的焊接变形进行预测,从而可以选择最优的方案。     

大型复杂船体分段焊接变形研究

为了预估大型复杂船体分段的焊接变形,运用热弹塑性法计算典型结构的焊接变形,得出典型船体分段的固有应变,采用固有应变法计算该船体分段焊接变形,并与实测结果进行对比验证。结果表明:采用固有应变法计算大型复杂船体分段的焊接变形是可行的;船体分段焊接变形呈现整体外张的趋势,且两舷侧边缘位置的焊接变形量最大。     

TRIBON M3装配计划模块的焊接计算二次开发

针对船舶焊接建造技术精细化管理的要求,围绕现代造船模式生产实际状况,通过焊接信息定义、TRIBON M3装配计划和焊接程序二次开发及应用,实现一整套焊接智能设计技术系统。研究各类船型焊接工艺标准及规范,总结相对应的焊接规格表,建立设计编码标准和坡口标准以及标准焊接数据库;应用TRIBON M3装配计划模块,模拟分析船体分段的装配操作流程,设置合理、先进的零件流向编码体系;通过与TRIBON软件的二次开发接口,开发三维可视化焊接信息管理系统,提取三维几何模型相关信息,按照分段实际焊接制造过程,应用并统计出精确的焊缝长度、焊材消耗和焊接工时,生成焊接派工单等相关统计报表。     

大型钢箱梁及其滑轮连接处同轴度控制的焊接制造工艺研究

如何控制大跨度支撑结构的全焊接大型钢箱梁制造的几何精度,主要取决于装配精度和焊接变形控制。文章主要介绍了钢箱梁及其滑轮连接处同轴度控制方法。由于该类结构尺寸较长、焊接变形大、不易实现焊后加工等特点,通过使用工装设备、合理安排焊接制作工艺、焊接变形控制等达到设计要求。为大型钢箱梁及类似结构的焊接制作提供借鉴。     

船体建造中焊接收缩计算研究

文中以一个装配施工者的角度,思考电焊变形的原理。并对各种情况下可能出现的变形进行计算和预估。在装配中充分考虑这些变形,使分段在焊接后的保型数据能符合规范要求。     

电装焊接过程中存在的问题及预防措施

焊接中存在的虚焊、脱焊是影响产品质量的重要原因，在焊接过程中加以预防，可以减少虚焊、脱焊现象的发生。以此提高产品的装配质量。     

基于Weld-sta软件的船体结构焊接变形预测

预测船体复杂结构的焊接变形对制造工艺设计和精度控制具有重要的工程价值.基于固有应变理论,利用船体结构焊接变形预测专用软件Weld-sta对多用途船双层底结构焊接变形进行了预测,发现船长方向收缩最大变形量为13.2mm,船宽方向最大变形量14.5 mm.通过数值模拟结果与实验实测值的对比,可以得到软件计算的精度超过80%,验证了固有应变理论及软件用于焊接变形预测的可靠性,并在此基础上针对船体总段船台合拢的焊接变形进行了预测,发现焊接总收缩变形量为50.339 mm,与实际加工经验基本吻合.根据此结论可以针对各船体总段预留合理的焊接变形收缩量,验证了固有应变为基础的弹性板单元有限元预测法在船体总段合拢焊接中应用的可行性.     

船体结构T型接头焊接变形数值模拟研究

船体结构的焊接变形控制,在很大程度上决定船舶的建造质量和生产效率,影响着我国造船精度管理和控制技术的推广和应用;T型接头是船体板架结构中最典型、同时也是数量最多的接头形式,通过对不同焊接速度、不同焊脚长度影响因素下,焊接热输入量的有限元分析,对焊接所产生的固有应力、应变进行模拟计算,从而得出了相应的纵向、横向焊接变形,为T型接头焊接变形的有效控制提供了准确的数据,研究成果为我国现代造船模式的建立、造船精度控制产生积极作用。     

中小组立机器人焊接路径规划技术

针对船舶中小组立机器人焊接路径规划问题，提出一种基于点位分类结合快速搜索随机树的焊接路径规划方法。该方法根据工程实践将路径上的关键点位进行分类，使用随机树扩展点位之间的节点，并根据点位类型确定轨迹点需要满足的约束条件，以此构建完整的焊接路径。为验证该方法的有效性，使用Python编写的仿真程序分别模拟无障碍及有障碍环境中的路径规划效果，证明无论有无障碍均可生成焊接路径并且生成的路径可顺利避开障碍物。仿真结果表明，该方法可用于机器人焊接路径规划。     

基于固有应变理论的船体焊接变形仿真研究

大型船舶构件尺寸大、焊缝分布广,传统的有限元焊接仿真方法难以满足其大尺寸结构计算的要求。基于热弹塑性有限元法对T型局部接头进行焊接变形计算,获取焊缝处平均固有应变值,然后将其作为初始载荷施加在全尺寸壳单元分段模型上进行弹性计算,最终得到大型分段的整体焊接变形。仿真结果表明,结合小模型的热弹塑性法和大结构固有应变法,能准确高效的预测大型结构的焊接变形。     

船舶中组立结构机器人焊接工艺参数规划

针对船舶中组立结构机器人焊接工艺参数规划的问题，对设计软件导出的工件及焊缝信息进行处理，构建机器人焊接工艺数据库，对焊缝特征进行智能化识别，完成基于特征的焊缝焊接工艺匹配。机器人焊接工艺参数规划可有效提升复杂情况下的船舶中组立结构焊接程序规划设计效率。     

船舶小组立复杂结构智能焊接装备应用方案

为提升船舶企业焊接自动化率,研究面向机器人焊接的小组立三维结构模型处理、复杂结构机器人焊接仿真、复杂结构焊接工艺数据库等关键技术,以提高船舶部件的焊接效率和质量。明确船舶小组立复杂结构智能焊接装备应用方案:针对加工对象梳理焊接流程;利用软件建立工艺数据库以实现焊接数据处理;完成控制系统设计和总体结构优化。利用该方案构建的智能焊接装备在船厂得到应用。实践证明,该方案具有较强的可实施性。     

船底结构的焊接系数研究

采用钢结构焊接强度计算方法,给出船底结构角焊缝应力的计算模型和船舶结构角焊缝焊接系数的计算公式。以一艘31 000 dwt散货船船底结构为例,计算不同工况荷载作用下船底、内底纵骨、船底纵桁以及肋板的焊缝剪应力,并与舱段有限元的剪应力计算结果作比较,验证了当前规范角焊缝焊接系数。     

船舶轻围壁结构的间断焊和单面连续焊变形仿真

针对船舶上层建筑典型薄板轻围壁结构,对间断焊焊接方式和单面连续焊焊接方式进行有限元仿真。在相同的工艺参数下,对2种焊接方式对轻围壁结构焊接变形的影响进行对比。结果表明,2种焊接方式均使轻围壁结构自由边发生翘曲,与实际施工情况相符。依据焊接变形数据得出结论,间断焊有利于对轻围壁结构焊接变形的控制。     

舰艇典型分段焊接工艺仿真及其变形规律分析

针对舰艇分段结构采用不同的装焊工艺顺序,会出现不同的焊接变形的问题,以某舰艇256#分段焊接的整体最小变形量为目标,基于热弹塑性和固有应变理论,对该分段焊接常用的六种不同焊接工艺顺序,采用ABAQUS有限元软件进行焊接变形数值仿真;对比六种不同的方案计算结果表明,舰艇分段焊接采用C方案以矩形块为单位,由中间向两端对称焊接、从船中向两舷焊接横向和纵向构件的工艺顺序,该分段整体变形量为最小,为最优焊接工艺顺序方案。     

整体壁板装焊工艺研究

船舶上层建筑铝合金壁板的整体制作,涉及技术细节甚多,整个施工工艺过程应仔细探究和试验。基于铝合金材料的特性,分析焊接整体壁板的变形因素,灵活运用焊接辅助工装,优选焊接设备与焊丝,并注重施工过程的各类技术细节,制作专用工具及采用多种技术措施,严控焊接参数、控制变形、保障施工实效。探讨的技术流程,可作为其他船舶整体壁板施工时的技术支撑。