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关键词： 燃料电池   激光焊接   表面涂层   性能评估  

摘要： 采用超薄不锈钢薄板(≤0.1 mm)制备的金属双极板具有加工效率高、成本低的优势,在质子交换膜燃料电池(PEMFC)上具有广泛的应用前景。激光焊接是实现两片极板焊接成双极板的关键工艺,对燃料电池的焊接密封性能和双极板涂层的寿命具有重要的影响。针对0.1 mm的SS316L超薄不锈钢双极板的激光焊接过程,开展了不同焊接工艺参数的激光焊接实验,研究了焊接功率、激光离焦量对焊缝宽度、熔池深度及焊缝强度的影响规律;在此基础上,研究了焊接保护气体对焊缝表面氧化的影响规律,开展了焊接后的极板表面涂层实验,探索了焊接工艺对涂层性能(耐蚀性和导电性)的影响,为燃料电池金属双极板焊接工艺的优化参数设计提供了理论基础。

关键词： V形焊缝   激光视觉   生成对抗网络   空间变换网络  

摘要： V形焊缝在激光视觉焊缝跟踪系统中,由于焊接过程中焊接工件附近的恶劣拍摄环境导致跟踪定位失效,为了减少图像修复网络训练过程中的模型偏移问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的图像修复算法。将神经网络与空间变换网络(STN)模块相结合,在图像合成修复过程中提高了原有焊接图像中特征信息的不变性,解决了模型在训练过程中的偏移问题。获得的焊缝修复图像在平均梯度上相较于GAN方法可提升60%以上,提高了视觉焊缝跟踪系统的抗干扰能力,平均跟踪误差可达到0.2 mm以内。

关键词： 镍基合金焊缝   不明影像   富钨颗粒   析出相团簇   焊接材料  

摘要： 在大型液化天然气储罐建造过程中,采用ENiCrMo-6镍基合金焊条焊接的06Ni9DR钢焊缝射线探伤底片上常发现点状与絮状不明影像,采用显微组织观察、能谱分析、硬度测试、低温冲击试验及热力学计算等方法,分析了不明影像的产生原因,并研究了不明影像对焊缝力学性能的影响。结果表明:点状与絮状影像主要由大尺寸富钨夹杂物及富铌、钼析出相团簇造成;这些夹杂物和析出相团簇区域的平均显微硬度分别为456,288 HV,均高于基体的平均硬度,二者对焊接接头的强度和低温冲击韧性的稳定性造成了不良影响;更换焊条批次后,焊缝中不明影像出现的概率显著降低,不明影像的产生与镍基合金焊条生产过程中药皮组分混合不均匀或者药粉颗粒度不均匀,造成焊缝金属中合金元素的异常偏聚有关。

关键词： 公路桥梁   伸缩缝   病害   成因   防治方法  

摘要： 公路桥梁作为我国基础设施建设的重要一环,在带动各领域经济建设方面发挥了重要作用,而公路桥梁的养护是确保公路桥梁稳定及安全的重要前提。其中,桥梁伸缩缝是养护的重要环节,其质量将直接关系到车辆通行舒适性及安全,同时也会影响到公路桥梁使用寿命及维护成本。为此,本文将具体分析公路桥梁伸缩缝病害的表现及成因,并提出一些病害防治措施及有关施工工艺的优化方法,以更好的促进我国公路桥梁建设。

关键词： 块主成分分析   焊缝图像   特征提取   分类识别   增量迭代  

摘要： 针对焊缝图像特征提取的实时性问题,该文提出一种增量式块主成分分析(incremental block principal component analysis,IBlockPCA)算法,用于焊缝特征主成分的提取。该算法先将焊缝表面图像分割成子图像块并对其进行重构,然后利用提出的IBlockPCA算法对局部块图像进行增量式特征提取,并采用KNN算法对提取的特征主成分进行分类识别;最后在焊缝数据集上进行了算法的性能对比。实验结果表明,该算法在收敛率、分类率及复杂度等方面均优于其他主成分分析(principal component analysis,PCA)算法,其分类识别率为97.5%,其平均处理速度可达50 frame/s,能够满足焊缝表面图像的实时性处理需求。

关键词： X80钢管   焊接接头   焊后热处理   组织性能  

摘要： 针对φ1 219 mm×33 mm X80钢管焊缝金属进行了焊后热处理,对热处理前后焊缝金属的显微组织进行了观察,分别进行了拉伸性能、冲击韧性、硬度测试,对比分析了显微组织特征及力学性能的差异,研究了焊后热处理前后冲击断口的形貌特征。结果表明:焊态及焊后热处理的焊缝金属显微组织主要由准多边形铁素体、粒状贝氏体和弥散分布的M/A组元组成,但2种状态下组织中M/A组元所占比例及形态和分布差别较大,焊后热处理的组织中析出了较多碳化物,大多数碳化物分布在粒状贝氏体中,少量分布在原奥氏体晶界上,这些粗大且分布不均匀的碳化物颗粒对焊缝金属的冲击韧性有一定的影响;焊后热处理的焊缝金属的抗拉强度及硬度值较焊态的略有降低,但是低温冲击韧性较焊态的有明显改善。此外,碳化物的析出会对焊缝金属的韧性产生一定影响,细小碳化物的析出有利于改善焊缝的韧性。

关键词： 铝合金   激光-MIG复合焊   能量配比   气孔率   元素烧损  

摘要： 为优化厚板铝合金激光-MIG复合焊接工艺,提高焊接效率,分别对固定激光功率和固定电弧功率两种模式下,激光和电弧能量配比系数η(P_(L)/P_(MIG))对焊缝成形的影响及焊接接头组织进行分析。研究发现,激光功率一定时,随η增大,焊缝熔深、熔宽均减小,焊缝深宽比变化不大;在固定电弧功率时,随η增大,焊缝熔深、熔宽、深宽比均增大。激光热源对焊缝熔深、熔宽均有一定影响,电弧热源主要影响焊缝熔宽。在固定激光功率时,随η增大焊缝气孔率减小,而在固定电弧功率时,焊缝气孔率随着η增大而增大。固定电弧功率时,随η增大,焊缝激光作用区内Mg含量降低,Zn含量升高。分别采用η=1.5和η=0.25的工艺参数进行了12 mm厚A7N01铝合金板对接打底焊和盖面焊,得到的焊缝成形优良,接头抗拉强度达到母材的78.95%。

关键词： 电子束焊接   组织   熔深  

摘要： 采用不同焊接束流电子束焊接工艺,直接对Q345B低合金钢板侧面进行电子束击打。解剖、测量腐蚀后焊缝,得出不同焊接工艺下的熔深,并通过金相显微镜及扫描电镜观察焊缝组织,从而确定能够实现Q345B低合金钢板最佳焊缝熔深与组织匹配的电子束焊接工艺。

关键词： 螺栓连接   螺栓预紧   有限元仿真   钛合金   拉伸性能  

摘要： 螺栓连接广泛应用于机械工业,针对低间隙Ti–6Al–4V ELI六角头螺栓的预紧过程以及预紧力对连接结构中服役性能的影响规律,基于ABAQUS有限元仿真软件,建立了考虑螺纹细节的单搭接螺栓连接结构的三维有限元仿真模型。建立Ti–Ti、Ti–Al螺栓连接模型,模拟了螺栓连接结构预紧和拉伸两个分析过程。通过拉伸试验和有限元仿真对比,验证了Ti–6Al–4V ELI材料参数。通过有限元仿真得到了螺栓预紧力加载曲线、螺栓连接结构承载力变化曲线以及在预紧和拉伸过程中螺栓连接结构的应力分布状态,研究了螺栓预紧力对螺栓连接结构力学性能的影响。

关键词： 桥梁伸缩缝位置护栏   计算机仿真   结构安全性能评价   车辆乘员适应性能评价  

摘要： 桥梁伸缩缝位置是交通安全防护的薄弱环节,需要设置安全可靠且可协同伸缩的特殊护栏结构,并进行合理评价。为此,以横门西特大桥为依托,结合工程实际条件及相关科研成果,采用计算机仿真模拟技术,研究桥梁伸缩缝位置护栏结构设计方案,并依据规程要求,对其进行结构安全性能仿真评价和车辆乘员适应性能仿真评价。仿真评价结果表明:桥梁伸缩缝位置护栏结构方案具有良好的安全防护性能,防护能力达到六(SS)级;桥梁伸缩缝位置护栏结构方案具有良好的车辆乘员适应性能,在碰撞过程中可以对不同类型车辆及乘员进行有效防护。所得成果可提升大桥伸缩缝位置的安全防护水平,为同类工程提供设计参考。