不锈钢车体无氩气保护激光搭接焊工艺优化

为考察焊接环境对焊接性能的影响,进行了有、无气体保护条件下不锈钢激光搭接焊接头微观分析、腐蚀分析、静强度分析及疲劳强度分析,结果表明有、无保护气体对不锈钢激光搭接焊接头的焊缝组织与性能无明显影响。分析结果为轨道车辆不锈钢车体激光搭接焊生产工艺中取消气体保护提供了理论依据,为节省焊接设备支出及气体消耗提供了技术支持。     

激光焊接技术在不锈钢车体材料焊接中的试验研究

对城轨车辆不锈钢车体材料EN 1.4318和00Cr17Ni7的母材及其激光焊接接头的力学性能和疲劳性能进行试验研究,试验结果表明采用光纤激光焊接制备的焊接接头常规力学性能优于MIG焊焊接接头,疲劳性能接近母材,并且随着搭接焊缝的长度增加,焊接接头表现出的单位长度剪切强度越高。     

基于机器视觉的激光焊缝余高检测技术

激光焊技术的应用促进了轨道车辆产品的档次提升,而在搭接接头焊接过程中,由于间隙影响会出现焊缝表面余高不足,直接影响焊缝质量。传统的表面余高测量方法无法满足检测精度及交检节拍要求。针对这一检测需求,研究开发了基于机器视觉的激光焊缝余高检测技术。该技术通过重建焊缝表面点云,进行图像校正与分析,获取特征点并计算余高。通过试验验证了该方法的可靠性及检测精度。所测余高值与破坏性金相检测方法测量余高值之间的差异对比结果表明,其检测精度优于0.05 mm,能够满足激光焊质量评估要求。     

基于BP神经网络的激光叠焊焊接接头熔深预测研究

分析了激光功率、焊接速度和离焦量3个焊接参数的变化对激光叠焊焊接接头熔宽和熔深的影响,证明了熔宽和熔深的变化规律具有一致性。利用焊接参数和超声波检测信号建立了BP神经网络模型,模型验证结果表明,熔深预测的最大偏差不超过0.1 mm,最大相对误差为3%。所建立的BP神经网络预测模型满足实际应用中对激光叠焊焊接接头熔深测量要求。     

导电密封胶对不锈钢车体电阻点焊焊接性能影响研究

分析了电阻点焊原理,对相同的点焊搭接方式,分别采用3种工况进行焊接试验。3种工况分别采用相同焊接参数对搭接接触面涂导电密封胶和不涂导电密封胶的试件进行焊接;优化焊接参数后,对搭接接触面涂导电密封胶的试验件进行焊接。对3种工况下完成的焊接试件进行拉伸力检测试验、金相熔核尺寸检测和缺陷检测试验,对熔核直径、拉伸力、熔核内部缺陷的试验结果进行分析。试验结果表明:导电密封胶对电阻点焊的焊接性能存在影响;通过适当优化焊接参数,可以提高涂导电密封胶试件的焊接性能,焊接质量能够满足产品焊接要求。     

附加填充焊丝的混合焊接法在铝合金上的应用

将激光和电弧2个热源作用在同一部位实施焊接的混合焊接法是取长补短,充分发挥各自优势的新方法。为进一步增大铝合金薄板焊接时的容许间隙,开发了附加填充焊丝的混合焊接法。文章介绍了使用激光、电弧为热源的混合焊的FLA焊接工艺的工作原理及焊道的形成。同时,阐述了FLA焊接法在铝合金薄板焊接中的应用与前景。     

机器人激光传感焊接技术在机车蒙皮上的应用

通过对比新八轴机车2.5 mm厚侧墙蒙皮，在不同组对间隙和错边组合下，采用Cloos机器人激光传感焊接后的焊缝成形状态，探究激光传感焊接的最佳参数。试验得出：组对的最佳状态为间隙不大于2 mm且无错边。焊接参数为焊接速度42 cm/min,焊枪角度90°～95°,摆动频率1.84 Hz,坡口偏置10。当组对间隙大于母材厚度时，增加背部垫板可以改善焊缝成形质量；当组对间隙大于2倍板厚时，背部垫板作用明显减弱。     

基于DFB光纤激光拍频解调的高分辨率声发射检测技术

提出了一种结构简单的基于分布式反馈(DFB)光纤激光器的拍频解调系统,该解调系统的应变分辨率可以达到6.4×10~(-3)με,动态范围可以达到400 MHz。提出的基于DFB光纤激光拍频解调技术的应变分辨率高于基于匹配光栅、线性滤波器和阵列波导光栅滤波器波长解调技术。动态范围大于基于可调谐激光器的相移光纤布拉格光栅强度解调技术和基于光纤干涉仪的光纤激光相位解调技术。整个系统的2个激光相互拍频得到拍频信号,通过基于虚拟仪器的信号采集处理系统进行处理。由高采样率的数据采集卡采集数据,通过基于LabVIEW的软件系统进行信号分析,得到拍频信号的频谱图。由频谱图得到拍频信号的带宽,再根据波长与频率的关系,DFB光纤激光器的灵敏度得到解调系统的应变分辨率。根据NI数据采集卡的采样率得到解调系统的动态范围。采用短时傅里叶变换法的时频分析方法提高应变分辨率。提出的DFB光纤激光拍频解调的声发射检测技术能够以较高的应变分辨率实现对由磨损或断裂等故障引起的高频声发射信号的检测。     

铁路通信光缆安全实时监测方法研究

利用铁路既有光缆搭建基于φ-OTDR原理的光纤干涉系统,通过小波信号分析、阈值化处理等信号处理方法,实现对铁路通信光缆安全的在线监测。在重点监测线路施工的同时,根据列车振动信号分析列车运行位置以及铁轨健康状态。在实验过程中,系统以小于3s的报警响应和零漏报率,且定位误差小于10m的实验结果,为铁路通信光缆的安全运用提供借鉴。     

基于分布式光纤传感的轨道板上拱监测技术研究

为主动管控轨道板上拱病害,依据分布式光纤传感技术特点,从光纤布设、监测设备、监测系统集成等方面,提出了轨道板上拱监测技术方案,并通过实尺模型试验验证了方案的可行性。试验结果表明:在模拟轨道板上拱的过程中,光纤的对应点位信号变化显著;圆形光缆应变波形稳定,能更好地满足方案设计要求;轨道板上拱位移与光纤应变测量结果存在线性关系,拟合推算的上拱位移误差较小,为后期投入现场运营提供了支撑。     

激光焊缝跟踪技术在动车组车体焊接中的应用

介绍了高铁动车组铝合金车体的焊接现状,包括车体材料、结构及焊接方法,分析了当前车体焊接过程中存在的问题。介绍了激光焊缝跟踪技术并分析了该技术在车体焊接应用的特点,旨在提高车体自动焊焊枪移动的精准度。文章指出,激光焊缝跟踪的应用,能够实现焊枪位置的实时调节,控制焊枪严格按照焊缝坡口的中心位置行走,避免焊偏造成一系列缺陷,同时可提高焊接效率,减轻焊接人员的工作强度。     

光纤传感智能监测系统在复杂基坑工程中的应用研究

光纤传感智能监测系统是基于光纤光栅传感技术、虚拟仪器技术和阿里云平台,针对复杂深基坑工程施工的智能化安全管控系统。通过光纤传感智能监测系统在北京新机场城际铁路联络线明挖隧道深基坑工程中的应用,阐述了深基坑开挖支护过程中的监测指标、监测元器件和监测实施过程;通过实施过程中的在线实时监测数据分析,总结了基坑开挖、支护过程中施工对基坑边坡稳定性的影响,分析了邻近支撑安拆对钢支撑轴力及基坑顶部和底部水平位移的影响。结果表明:在基坑开挖时,施工扰动对基坑边坡变形有一定的影响;每道支撑对邻近支撑的支撑轴力影响明显;光纤传感智能监测系统能够提供准确、及时、可靠的监测数据,为深基坑的安全施工提供保障。     

不锈钢车体板材搭接与对接激光焊接接头的拉伸断裂行为研究

用1.5mm厚、牌号为301L-DLT、301L-HT的不锈钢冷轧板分别制备搭接部分熔透、无填料对接的激光焊接试件以研究焊缝结构对断裂行为和机械性能的影响。试件激光焊缝的金属柱状晶直径为10~20μm,金相组织为γ奥氏体和少量δ铁素体;焊缝平均硬度为HV 215。实验结果显示:试件的热影响区很窄,晶粒尺寸为20~30μm;301L-HT板材的搭接接头断裂模式为外板拉伸断裂,对接接头为焊缝断裂,2种接头的断裂变形都较小;301L-DLT板材的搭接接头表现为焊缝拉-剪断裂,对接接头为板断裂,2种接头的断裂变形都很大;301LDLT板材焊件的断裂强度略高于301L-HT板材的同类焊件,同一板材的对接接头断裂强度高于搭接接头;301L板材的激光焊缝柱状晶金属的抗弯性能优异,抗拉强度超过800MPa。     

一种基于LabView的光纤传感检测系统

介绍了光纤光栅激光传感器的传感机理和信号的解调算法,设计并实现了一种基于LabView光纤传感检测系统。实验得出该传感检测系统成功解调传感器被测信号,系统噪声达10-6pm/Hz(1/2),动态范围达到了120dB@100Hz,线性度达到了0.9999。结果表明:该检测系统性能可靠,可对光纤光栅传感器信号进行实时的解调。     

埋入式F-P光纤温度传感器在混凝土结构水化热测试中的应用研究

光纤传感器的研究应用代表着土木结构健康监测技术的发展趋势。本文对基于白光干涉的埋入式F-P光纤温度传感器的测试理论及主要结构参数进行了分析研究,详细介绍了光纤温度传感器的制作过程及制作特点,并对光纤温度传感器进行了温度标定试验、防水试验和高低温热循环试验等性能考核试验。研制开发的光纤温度传感器在秦沈客运专线辽河特大桥水化过程监测试验中得到了大量应用,成功实现了混凝土结构内部进行温度的长期监测。试验室性能考核试验和现场试验结果表明:该传感器具有优良的精度稳定性和防水性能,能够满足施工现场复杂状况下混凝土结构长期温度监测的要求。     

敞开式TBM厚板窄间隙MAG焊工艺研究

敞开式TBM厚板焊接采用传统焊接方法,填充金属量大、效率低、劳动强度大、焊接质量不易控制。为适应掘进机快速发展对质量和工期的要求,对厚板窄间隙MAG焊工艺进行研究,并对焊接接头的金相组织及力学性能进行分析,从而为窄间隙MAG焊在掘进机上的应用提供技术依据,进一步推进掘进机生产过程中的自动化、智能化,降低劳动强度,提高生产效率。     

车体的激光焊接及激光-MIG混合焊接

日本近畿车辆株式公社在不锈钢车体的制造中使用激光焊接,在铝合金车体的制造中使用激光-MIG混合焊接工艺。文章着重介绍了不锈钢车体与铝合金车体的结构特点,以2种车体结构为中心,阐述了激光焊接以及激光-MIG混合焊接的实际应用,并介绍了焊接接头的特征与质量管理。     

激光焊接技术在轨道交通车辆中的应用

为解决轨道交通车辆不锈钢车体电阻点焊的外观质量差、密封性差、效率低等缺点,对部分熔透激光焊接工艺在不锈钢车体焊接中的应用开展了研究。研究包括:部分熔透激光叠焊原理、参数优化试验、显微组织分析、疲劳性能分析,以及激光焊接不锈钢车辆侧墙的结构改进。研究结果表明,不锈钢车体焊接中采用部分熔透激光叠焊工艺,可以获得高质量的表面状态及疲劳强度,车体结构强度高于EN12663标准中的要求。     

光纤光栅传感器在桥上无缝道岔结构模型试验中的应用

以桥上无缝道岔模型结构为基础,在岔区布置光纤光栅传感器,对道岔模型结构在钢轨与梁体升温过程中钢轨纵向力进行监测。通过理论计算与试验结果的对比分析,证明了光纤光栅传感器在桥上无缝道岔模型试验中应用的可行性,分析了在桥上岔区CRTSⅡ型板式无砟轨道与CRTSⅠ型无砟轨道的受力情况,同时预测了光纤光栅传感器在客运专线中的应用前景。     

基于长标距分布式布拉格光纤光栅(FBG)传感的地铁基坑施工监测

以无锡地铁河埒口站基坑监测为例,研究了长标距FBG光纤传感技术在地铁基坑施工应变及变形监测中的应用,并结合现场施工情况对监测数据进行分析.结果表明,分布式布设光纤传感器可较准确地监测地下连续墙在开挖过程中的水平变形,并能对周边建(构)筑物的变形状态及安全状态进行有效监控.在施工过程中可根据监测结果,适当调整施工参数,为安全生产提供保障,并确保后续安全顺利施工.