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大厚板高强钢双面双弧焊新工艺及机器人自动化焊接技术.pdf

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  • 上传时间:2018-06-28
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    • 博士学位论文博士学位论文 大厚板高强钢双面双弧焊新工艺及 机器人自动化焊接技术 NEW TECHNOLOGY OF DOUBLE- SIDED DOUBLE ARC WELDING AND ROBOT AUTOMATIC WELDING FOR LARGE THICK PLATES OF HIGH STRENGTH STEEL 张华军张华军 2009 年年 4 月月 国内图书分类号:TG409 学校代码:10213 国际图书分类号:621.791 密级:公开 工学博士学位论文工学博士学位论文 大厚板高强钢双面双弧焊新工艺及 机器人自动化焊接技术 博 士 研 究 生 : 张华军 导师 : 吴 林 教授 申请学位 : 工学博士 学 科 、 专 业 : 材料加工工程 所在单位 : 材料科学与工程学院 答辩日期 : 2009 年 4 月 授予学位单位 : 哈尔滨工业大学 Classified Index: TG409 U.D.C: 621.791 Dissertation for the Doctoral Degree in Engineering NEW TECHNOLOGY OF DOUBLE- SIDED DOUBLE ARC WELDING AND ROBOT AUTOMATIC WELDING FOR LARGE THICK PLATE OF HIGH STRENGTH STEEL Candidate: Zhang Huajun Supervisor: Prof. Wu Lin Academic Degree Applied for: Doctor of Engineering Specialty: Materials Processing Engineering Affiliation: School of Materials Sci. high strength steel; DSAW; multipass welding; path layout; double robots coordination; 哈尔滨工业大学工学博士学位论文 - VI- 目 录 摘 要........................................................................................................................I Abstract ......................................................................................................................III 第 1 章 绪论 .................................................................................................................1 1.1 课题背景及意义................................................................................................1 1.2 厚板高效焊接方法的研究现状........................................................................2 1.3 双电源型双面双弧焊方法发展概况................................................................4 1.3.1 国内双电源型双面双弧焊方法发展概况.................................................4 1.3.2 国外双电源型双面双弧焊方法发展概况.................................................7 1.4 大厚件焊接自动化的研究现状........................................................................8 1.4.1 大厚件焊接自动化应用概况.....................................................................8 1.4.2 厚板多层多道焊路径规划研究现状.......................................................10 1.4.3 双机器人系统协调运动的研究现状.......................................................13 1.5 论文的主要研究内容 ......................................................................................15 第 2 章 厚板双面双弧焊新工艺研究 .......................................................................17 2.1 双面双弧焊新工艺的提出...............................................................................17 2.1.1 新焊接工艺原理及生产效率分析............................................................17 2.1.2 新工艺研究技术路线................................................................................19 2.1.3 双面双弧焊接实验条件............................................................................20 2.2 双面双弧焊接实验及结果分析......................................................................21 2.2.1 电弧形态及熔池形态观测........................................................................21 2.2.2 温度场测量及分析....................................................................................22 2.2.3 组织观察分析............................................................................................25 2.2.4 硬度测试分析............................................................................................27 2.2.5 残余应力测量分析....................................................................................29 2.2.6 力学性能试验............................................................................................32 2.3 双面双弧焊新工艺优越性分析......................................................................33 2.4 本章小结..........................................................................................................34 第 3 章 双面双弧焊数值模拟分析 ...........................................................................35 3.1 厚板双面双弧焊数值模型建立......................................................................35 3.1.1 厚板双面双弧焊数值模拟技术难点分析...............................................35 3.1.2 三维模型的建立........................................................................................36 目录 - VII- 3.1.3 任务的加载...............................................................................................38 3.1.4 材料热物理特性.......................................................................................40 3.2 双面双弧多道焊模拟结果分析.......................................................................40 3.2.1 温度场模拟结果及验证............................................................................40 3.2.2 双面双弧焊道间应力的演变...................................................................41 3.2.3 打底焊应力对比分析...............................................................................42 3.2.4 残余应力场分析.......................................................................................43 3.2.5 多层多道焊角变形分析...........................................................................44 3.3 预热温度对双面双弧焊的冷裂倾向影响 .......................................................46 3.3.1 预热温度对双弧焊温度场的影响............................................................47 3.3.2 预热温度对双弧焊冷裂倾向的影响......................。

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