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大尺寸焊接結構件高效建模方法
由于大尺寸焊接結構尺寸較大、結構復雜，所以其有限元建模過程難度較大，利用計算機編程技術對整個建模過程進行參數化設計，將復雜的結構轉化為典型的簡單結構，使得整個有限元仿真過程更加簡單、效率更高。
一、項目分類
關鍵核心技術突破
二、成果簡介
由于大尺寸焊接結構尺寸較大、結構復雜，所以其有限元建模過程難度較大，利用計算機編程技術對整個建模過程進行參數化設計，將復雜的結構轉化為典型的簡單結構，使得整個有限元仿真過程更加簡單、效率更高；同時有限元分析對網格模型的要求高，需要在保證計算精度的前提下保證計算效率，使用網格過渡技術，保證熱源影響大的區域使用精細的網格，熱源影響小的區域使用較粗的網格，從而達到相同網格條件下更精確地計算結果與更高的計算效率。例如《大型復材工裝焊接工藝研究》項目，針對大型復合材料結構件Invar合金模具手工電弧焊焊接工藝進行研究，采用高效建模的手段對研究對象進行模擬分析，降低時間與材料等方面的成本。采用實驗與仿真并行，理論分析、實驗研究、仿真分析相結合的技術路線開展 Invar 合金試板件手工焊接工藝參數探索。
三、創新點及主要技術指標
創新點：參數化建模，縮短建模周期；采用非均勻過渡性網格以控制計算量，在保證計算精度的前 提下壓縮計算量，采用多 CPU 并行計算以提高計算效率。
技術指標：建模效率提高 30%，計算效率提高 30%。
四、知識產權及獲獎
論文10余篇，其中典型示例如下：
Modeling and simulation of the columnar-to-equiaxed transition during laser melting deposition of Invar alloy
Stochastic Modeling Columnar Dendritic Grain Growth in the Weld Pool of Al-Cu alloy
專利：
基于精準能量分配的激光-電弧復合加工的能量分配系數模型的構建方法
一種焊接過程氣孔形成與演變的二維計算機模擬方法
南京航空航天大學
2022-08-12
技術需求：智能焊接機器人
智能焊接機器人：帶有視覺識別和激光掃描系統，能自動識別待焊接特征，通過視覺識別粗略判斷零部件特征，在此基礎上利用激光掃描精確確定焊接位置，對大型零部件進行自動特征識別和焊接，提高小批量產品的焊接速度和質量。
威海威力風機有限公司
2021-06-30
8軸智能視覺焊接機器人
八軸智能視覺焊接機器人是一種八自由度專用機器人，中六軸屬于焊接機器人，另外二軸 屬于焊接變位機，使得系統能夠實現焊接機器人與變位機協調運動，其針對體系結構、機械結 構、示教再現理論、軌跡規劃和優化方法、軌跡跟蹤控制策略等機器人關鍵共性理論和技術展 開研究，采用運動控制卡的方式來實現對機器人空間位置與速度的控制。焊接變位機同焊接機 器人配合，擴展了焊接機器人的工作空間，提高了焊接生產效率和焊接質量。 本系統采用接觸式焊縫跟蹤與攝像機焊縫跟蹤系統相結合，焊前對焊縫進行數據及圖像 采集，通過計算機軟件對焊縫數據及圖像進行處理，生成虛擬焊縫。由虛擬焊縫識別系統控制 執行機構在焊接時進行焊縫跟蹤，提高焊縫質量。八軸智能視覺焊接機器人主要應用于汽車及 其零部件行業和工程機械行業。機器人編程采用示教再現方式，可以通過示教盒直接編程也可 以進行離線編程，實現點位和連續軌跡勻速控制；在焊槍部分安裝人體紅外感應開關，保證工 作人員安全問題；將視覺傳感器作為測量工具來測量機器人末端或是目標的位置，利用視覺信 息來控制機器人末端執行器相對目標或是目標特征的相對位置和姿態，從而減少抓取錯誤及失 誤。
華東理工大學
2021-04-11
智能化多機器人協作焊接系統
自主研發了多機器人協作焊接系統，其中機器人控制器自主研發，采用EtherCAT總線通訊控制底層伺服，控制周期1ms。參與協作焊接的機器人均為國產6軸通用該機器人，多機器人系統的各項性能指標對照ABB MultiMove、KUKA RoboTeam功能，技術指標達到國外領先品牌同等技術水平。具體技術指標： ① 變位機（夾持）機器人支持6維力-力矩傳感器，實時補償估計偏差； ② 焊接機器人支持接觸找焊縫、激光焊縫跟蹤等多種焊接工藝； ③ 最多支持4臺機器人協作； ④ 可根據應用需求開發新場景控制程序。
東南大學
2021-04-11
智能焊接制造關鍵技術及產業化
成果簡介： 研發采用視覺伺服方法進行焊接機器人的焊縫跟蹤控制以實現真空腔體的智能化焊接。為了適合高速處理焊前的對接焊縫圖像和處理多種焊縫圖像，研發基于區域的焊縫圖像處理算法和基于邊緣的焊縫圖像處理算法。研發根據焊縫圖像的特點定義焊縫的位置偏差和角度偏差，在此基礎上設計焊縫跟蹤控制器。進而，利用視覺伺服方法進行焊接機器人的焊縫跟蹤控制，實現智能
南京工業大學
2021-01-12
一種便于焊接布局的集成電路
本實用新型公開了一種便于焊接布局的集成電路。包括處理信息電路、具有二極管和電容的采集信息電路和功能接口，采集信息電路中各個電容平行布置，且同一極性電極設置朝向相同，各個電容和二極管的負極設置朝向相同，各個電容和二極管的正極設置朝向相同；所述功能接口和采集信息電路分別布置在處理信息電路兩側；處理信息電路包括微處理器TMS320F2812和RISC處理器S3C44BOX，所述微處理器和所述RISC處理器之間通過各自的引腳相互連接。本實用新型實現了焊接布局的方便，增強了電路板的工作穩定性，同時提高了其綜合工作性能。
浙江大學
2021-04-13
高能量利用率的爆炸焊接技術
成果創新點 主要技術創新路徑：傳統爆炸焊接的裝置，其上表面 裸露在空氣中。而本技術在炸藥上表面對稱地放置與炸藥 下表面一致的復板和基板，整體作為一個單元；為避免上 半部分拋擲出去，因而重復該單元，讓炸藥沖擊互相約束； 最頂部不能再鋪設復板與基板，因而以膠體水替代，能提 高其能量利用率。 關鍵技術指標：各層炸藥同步起爆、間隙及炸藥配方 和用量； 核心解決問題、核心優勢：解決了
中國科學技術大學
2021-04-14
高能量利用率的爆炸焊接技術
主要技術創新路徑：傳統爆炸焊接的裝置，其上表面裸露在空氣中。而本技術在炸藥上表面對稱地放置與炸藥下表面一致的復板和基板，整體作為一個單元；為避免上半部分拋擲出去，因而重復該單元，讓炸藥沖擊互相約束；最頂部不能再鋪設復板與基板，因而以膠體水替代，能提高其能量利用率。
關鍵技術指標：各層炸藥同步起爆、間隙及炸藥配方和用量；
核心解決問題、核心優勢：解決了爆炸焊接工業生產中的成本和效率問題，實驗證明五層的該結構可以提升能量利用率 63%，且該技術多塊板一次成型，大大提高了工作效率；
中國科學技術大學
2023-05-16
一種自蔓延鋁焊劑及其焊接方法
本發明屬于焊接技術領域，具體涉及一種自蔓延鋁焊劑及其焊接方法。本發明的自蔓延鋁焊劑由以下質量分數的粉末組成:鋁粉 28%-38%;氧化錫 24%-34%;AlSr100.5%-3%;氧化銅 18%-23%;硫酸鈣8%-13%;Si 粉 1%-6%;氟化鈣 2.5%-5.0%，所有粉末的粒徑為 100nm-600μm。鋁焊劑綜合使用三種自蔓延反應體系，整個反應過程平穩;加入了 Si
武漢大學
2021-04-14
一種合金焊接接頭的制備方法
本發明公開了一種合金焊接接頭的制備方法，可以降低焊接接頭中的氣孔缺陷。所述方法包括步驟：1)對工件施加第一電弧，使工件熔化并形成焊接熔池；2)對尚未凝固的熔池施加第二電弧，通過第二電弧的加熱攪拌作用，促進熔池中的氣體逸出。第二電弧的作用主要體現在加熱和攪拌，加熱作用可以適當的延長熔池液態停留時間，此時熔池內部氣體逸出阻力較小，同時，在攪拌作用下，微小氣孔相互碰撞并聚集從而加速逸出熔池。對比采用預熱或重熔工藝來預防和減少氣孔方法，增加第二電弧后電弧能量利用率提高，節約資源的同時避免了焊縫區域的多次加熱，焊接效率更高。
西南交通大學
2016-10-19