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关键词： 卷积神经网络   除锈爬壁机器人   焊缝交叉类型辨识  

摘要： 为解决环境光照影响，实现大型船舶拼接焊缝的自动化除锈，提出了一种基于EfficientNet深度学习模型的复杂交叉焊接接头类型判别方法。基于实际船板不同光照条件下的图像数据，采用ResNet和EfficientNet系列模型对图像特征进行学习，得到一个F1 score接近1的辨识模型。结果表明，即使在不同强弱光照条件下，模型均能有效识别直线、十字、T字、左L、右L、左T和右T共7种交叉焊缝类型及其过渡状态。但在使用Openvino加速部署后，EfficientNet的精度和耗时均优于ResNet，运算时间低至6.34 ms，很好地满足了交叉焊缝实时辨识需求，为爬壁除锈机器人的全自主除锈路径跟踪奠定了良好基础。

关键词： G115耐热钢   焊缝金属   冲击韧性   氧化物   碳化物  

摘要： 采用CHW-SG115焊丝对G115钢进行多层多道埋弧焊接，通过冲击试验、形貌观察、物相分析等表征手段，研究了影响焊缝冲击韧性的组织因素和机理。结果表明：接头焊缝组织为回火马氏体+少量铁素体+弥散分布的大量析出相；析出相主要包括M23C6型碳化物和氧化物夹杂，M23C6多分布在原始奥氏体边界和马氏体晶界处。接头冲击功测试值离散性较大；断口呈典型的解理断裂特征。在冲击载荷下，M23C6和氧化物夹杂周围形成微孔，当微孔快速聚集到一定程度时形成裂纹。M23C6和氧化物的面积分数越大，冲击韧性越小。

关键词： 螺栓连接   粘滞-滑移行为   改进Iwan模型   接触压力分布   迟滞特性  

摘要： 螺栓连接界面的粘滞-滑移行为是引起连接结构切向非线性响应的重要机制。为准确描述螺栓连接在切向载荷作用下的界面迟滞特性，本文基于接触压力分布特性提出了一种改进Iwan模型，表征连接界面不同区域由粘滞状态逐步进入滑移状态的演化过程。进一步建立了单螺栓连接结构的三维有限元模型，验证了法向接触压力沿径向线性分布的合理性。开展了参数辨识和模型预测，将理论结果分别与有限元结果和实验结果进行对比，验证了模型的准确性。在此基础上，系统分析了螺栓预紧力、摩擦系数和平板厚度对界面接触压力分布、迟滞响应及粘滞-滑移演化特征的影响。结果表明，增大预紧力和摩擦系数均能够提高界面切向摩擦约束能力，导致临界滑动位移增大并延缓界面滑移的发生。平板厚度主要通过改变接触压力分布影响界面迟滞响应，随着平板厚度增大，界面临界滑动位移呈减小趋势。本文研究可为螺栓连接结构的非线性动力学建模、参数识别及连接性能评估提供理论参考。

关键词： 激光-MAG复合焊   药芯焊丝电弧焊   飞溅   晶粒尺寸   热输入  

摘要： 【目的】激光-熔化极活性气体保护电弧焊(Metal active-gas arc welding， MAG)复合焊技术已在船舶制造领域的拼板焊接中广泛应用，实现了相比电弧焊效率高、焊接变形小的预期，所以在更多环节实现激光-MAG复合焊的应用对于进一步提高船舶制造效率具有重要意义。【方法】该研究使用自主设计的船用管材激光-MAG复合焊系统完成了4.5 mm厚Q235管材的MAG加激光-MAG复合焊双道打底加药芯焊丝电弧焊(Flux cored arc welding， FCAW)盖面的对接焊工艺，通过调整合适的激光-MAG复合焊与管材之间的位相关系，有效减少了焊接过程中内壁飞溅，进而在良好的外观成形基础上开展了基于组织表征的焊缝特性研究。【结果】试验结果表明，该工艺完成的4.5 mm厚Q235钢管材焊缝成形良好且管道内壁无飞溅残留。然而，盖面的FCAW显著粗化了激光-MAG复合焊的热影响区晶粒，使得其硬度明显升高，导致焊缝整体硬度不均匀。【结论】该文系统研究了现有基于激光-MAG复合焊的管材焊接工艺形成焊缝的组织特性，也为后续的焊缝质量优化打下了基础。

关键词： 机器人焊接   圆孔塞焊   特征提取   点云数据  

摘要： 【目的】针对圆孔塞焊自动化焊接中点云噪声干扰大、特征提取精度不足的问题，旨在开发一种基于三维点云数据引导的高精度机器人焊接系统，以提升复杂工况下的焊接质量与效率。【方法】提出一种融合法线滤波、欧式聚类与改进随机抽样一致性（Random sample consensus, RANSAC）算法的复合点云处理流程。通过该算法对高噪声点云进行分割与拟合，提取圆孔焊缝的三维几何特征，并结合手眼视觉系统引导机器人完成自动焊接轨迹规划。【结果】试验表明，在噪声占比超20%的工况下，圆心定位误差≤0.05 mm，最大半径测量误差≤0.084 mm。相较于标准RANSAC算法，定位精度提升84.6%，全流程处理耗时控制在545 ms以内。系统定位重复精度达±0.1 mm，在平板与圆环试件上均实现了焊道均匀成形，焊接效率较人工提升约30%。【结论】该系统兼顾了极高的算法鲁棒性与工业实时性，为高噪声环境下的圆孔焊缝精准特征提取与自动化焊接提供了高效、可靠的解决方案。

关键词： 焊缝   腐蚀   失效分析   点蚀   电偶腐蚀  

摘要： 核电站重要厂用水系统管道焊缝发生腐蚀穿孔。通过对焊接接头开展宏观检查、化学成分分析、金相组织检验、点腐蚀试验及电化学腐蚀试验等一系列分析，确认失效原因为焊缝熔敷金属的耐点蚀性能显著低于阀体及管道母材，同时焊缝与阀体/管道之间存在电位差，形成“大阴极、小阳极”的电偶腐蚀效应，从而加速了焊缝区域的腐蚀。

关键词： 高速铁路   焊缝不平顺   车辆-轨道耦合动力学   柔性轮对   轮轨动态响应  

摘要： 针对高速列车通过钢轨焊缝不平顺区域导致的轮轨冲击作用加剧问题，基于车辆-轨道耦合动力学理论，构建考虑轮对柔性的高速列车车辆-轨道刚柔耦合动力学模型，系统分析不同类型焊缝激扰下的轮轨力动态响应特征，以及焊缝特征尺寸对轮轨力幅值的影响。研究结果表明：建立的车辆-轨道刚柔耦合动力学模型可准确模拟焊缝不平顺引起的轮轨系统高频振动特征；在焊缝冲击作用下，轮轨垂向力在66～67、248、346、500 Hz附近出现主频；不同类型焊缝尺寸对轮轨垂向力影响有一定差异，焊缝长波幅值对轮轨垂向力影响较小，当焊缝短波幅值由0.02 mm增至0.10 mm，凸形焊缝作用下的轮轨垂向力由75.7 kN增至102.2 kN，马鞍形焊缝作用下的轮轨垂向力由76.5 kN增至104.4 kN，凹形焊缝作用下的轮轨垂向力由109.0 kN增至112.5 kN，凸形、马鞍形焊缝作用下的轮轨垂向力均明显增大，凹形焊缝作用下的轮轨垂向力未出现明显增大；短波波长对轮轨垂向力影响也有一定差异，凸形、凹形焊缝的短波波长对轮轨垂向力影响不大，当马鞍形焊缝短波波长由0.05 m增至0.15 m，轮轨垂向力最大值由76.4 kN增至110.7 kN。因此，在高速铁路钢轨焊缝不平顺养护维修时，应科学控制短波幅值，以有效减小高速列车的轮轨动态相互作用。

关键词： CNTs/6N01Al   激光钎焊   Zn中间层   Al4C3   脆性相   热损伤  

摘要： 【目的】旨在解决碳纳米管（Carbon nanotubes, CNTs）/6N01Al复合材料激光焊接过程中接头成形差、脆性相生成及热损伤严重等问题。【方法】在激光焊接过程中添加不同厚度的Zn中间层，并系统研究Zn添加量对CNTs/6N01Al复合材料焊缝成形、显微组织、力学性能的影响规律。【结果】Zn添加量显著影响焊缝质量。0.05 mm的Zn夹层有效改善熔池流动性，抑制气孔缺陷，减轻母材热损伤，接头抗拉强度达到280.19 MPa，超过母材强度的70%。此外，Zn蒸发可降低焊接热输入，抑制Al4C3脆性相的生长。当Zn厚度超过0.10 mm时，剧烈蒸发导致熔池飞溅和焊缝下塌。【结论】适量Zn中间层可改善CNTs/6N01Al复合材料激光焊接接头成形质量，抑制有害冶金反应并减轻热损伤，过量Zn则会引起焊缝成形失稳，性能下降，研究为CNTs增强铝基复合材料高质量连接提供了工艺依据。

关键词： 焊缝缺陷检测   动态卷积   轻量化模型   YOLOv12  

摘要： 焊缝质量与工业装备的结构完整性、运行安全直接相关，高效、准确地识别焊缝表面缺陷是实现智能制造与质量控制的关键。传统焊缝缺陷检测方法在复杂干扰场景下存在检测精度低、泛化能力不足等问题。基于此，提出一种基于YOLOv12的轻量化改进模型YOLOv12-DSD，以实现对焊缝表面缺陷的高效精准检测。首先，在特征提取阶段引入动态卷积机制，搭建C3k2＿D模块，提升模型对复杂纹理特征、多尺度缺陷目标的适配能力；其次，在边界框回归阶段，通过设计SMPDIoU损失函数，提升模型对目标几何结构差异和定位误差的建模能力；最后，在检测头引入Dyhead模块，依靠尺度、空间、任务3个维度的注意力机制，加强多类别缺陷的特征表达与判别能力。基于包含1 414张焊缝缺陷图像的数据集开展消融实验和对比实验，结果表明，YOLOv12-DSD模型参数量为2.13 M，精确率为92.41%、召回率为74.80%、mAP@0.5为87.66%，整体性能优于现有主流检测算法。该模型在轻量化的基础上提升了检测性能，拥有较好的工业落地部署价值。

关键词： 钛/钢   异种金属   高熵合金   激光焊接   微观组织  

摘要： 【目的】旨在解决钛合金与不锈钢异种金属连接难题。【方法】采用FeMnNiCr高熵合金与V元素作为复合中间层在Ti-4Al-2V钛合金和321不锈钢之间形成了高熵化焊缝，实现了异种金属焊缝的良好成形。【结果】焊缝熔化区主要由面心立方晶格（Face centered cubic,FCC）固溶体以及少量体心立方晶格（Body centered cubic,BCC）固溶体组成，熔化区内部FeMnNiCr高熵合金与V元素共同形成了“FeMnNiCrV”五元高熵合金，抑制了脆性金属间化合物的生成。【结论】所有焊缝拉伸试样均断裂在不锈钢母材，证明高熵焊缝的构筑使得焊缝区强度超过母材强度。基于高熵合金对界面相结构的重构，实现了异种金属焊缝的高熵化构筑，为钛/钢异种金属焊接提供了“抑制脆性相和强化固溶体”的双重优化路径。