題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 無(wú)夾具條件下焊接鋁合金薄板的動(dòng)態(tài)裝置研究
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目針對(duì)焊接大面積鋁合金薄板過(guò)程中傳統(tǒng)拘束式焊接夾需要多次拆裝，多次焊接，接頭處連接容易出錯(cuò)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，操作不便等不利之處，結(jié)合焊接過(guò)程的仿真數(shù)值模擬研究，進(jìn)一步豐富發(fā)展焊接應(yīng)力變形控制理論，提出了一套簡(jiǎn)便易用的能夠隨焊控制應(yīng)力變形的局部約束式焊接機(jī)構(gòu)，保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，在焊接過(guò)程中解決應(yīng)力變形問(wèn)題，成倍的提高生產(chǎn)率，使理論真正轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。
- 詳細(xì)介紹：
- 鋁合金薄板在焊接過(guò)程中，由于它的熱傳導(dǎo)系數(shù)大、線(xiàn)膨脹系數(shù)大的原因，在焊接過(guò)程中導(dǎo)致熔池附近與四周金屬的溫度梯度大，焊縫附近由于溫度高，極易發(fā)生撓曲變形，電弧下方的金屬向上漲起，造成與平臺(tái)的脫離，導(dǎo)致熄弧、粘住焊槍?zhuān)鸷附舆^(guò)程的中斷。因此，目前鋁合金薄板的焊接都是在大型夾具的固定下進(jìn)行操作，如常用的琴鍵式焊接夾具。 傳統(tǒng)的鋁合金薄板焊接的這種特殊性給實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)諸多不利因素：制造大型夾具增加了生產(chǎn)成本，焊前對(duì)于被焊接件的裝夾造成了工時(shí)過(guò)長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度提高，減低了生產(chǎn)效率。 無(wú)夾具條件下焊接鋁合金薄板的動(dòng)態(tài)裝置研究是針對(duì)于傳統(tǒng)工藝的創(chuàng)新性構(gòu)想，其出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)是：利用控制變形的基本原理，在焊接過(guò)程中解決應(yīng)力變形問(wèn)題，提出了一套簡(jiǎn)便易用的能夠隨焊控制應(yīng)力變形的局部約束式焊接機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)鋁合金薄板焊件處于自由狀態(tài)下完成焊接過(guò)程，并保證基本焊縫外觀和焊接質(zhì)量。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 研究目的： 本課題主要是解決傳統(tǒng)鋁合金薄板焊接過(guò)程中的諸多不利因素，研究出一套簡(jiǎn)便易行的焊接機(jī)構(gòu)，有著十分重要的工程意義和明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 指導(dǎo)思想： 在鋁薄板焊接過(guò)程中，當(dāng)某處被焊金屬在移動(dòng)熱源的作用下經(jīng)歷從加熱到冷卻的熱循環(huán)時(shí)，該部分金屬?gòu)募訜釙r(shí)受到的壓縮狀態(tài)到冷卻時(shí)受到的拉伸狀態(tài)，由于此時(shí)金屬都處于高溫，對(duì)應(yīng)此刻溫度的屈服極限很低，都會(huì)發(fā)生塑性變形，此刻電弧后方的金屬處于冷卻階段，如果在拉伸塑性區(qū)產(chǎn)生更多的縱向應(yīng)變，就會(huì)能夠充分補(bǔ)償壓縮階段的壓縮塑性應(yīng)變，那么產(chǎn)生的殘余應(yīng)力就會(huì)減小，變形也應(yīng)該隨之降低。而在裝置處于拉伸塑性區(qū)的距離近的輪子在滾動(dòng)的時(shí)候便能起到延展應(yīng)變的作用，從而增加拉伸塑性應(yīng)變，使得焊接過(guò)程中變形降低，來(lái)達(dá)到無(wú)夾具約束情況下完成焊接鋁合金薄板的目的。 創(chuàng)新內(nèi)容： 將熱源固定在行走裝置上，行走裝置起到降低瞬態(tài)縱向殘余應(yīng)變的作用，使得焊接過(guò)程中縱向方向的焊接應(yīng)力幅值降低，并借助于裝置本身的重量，形成局部動(dòng)態(tài)約束，降低應(yīng)力和變形，保證焊接過(guò)程的完成。結(jié)構(gòu)本身既是熱源又是起到局部約束的裝置，從而代替整體固定夾具，成為槍—車(chē)一體的能控制局部變形的自動(dòng)焊行走車(chē)。 技術(shù)關(guān)鍵： 1、焊接過(guò)程中與熱源隨動(dòng)控制局部區(qū)域塑性應(yīng)變的機(jī)理研究： 焊接溫度場(chǎng)的分布情況；焊槍和車(chē)輪的距離；車(chē)輪的滾動(dòng)之下應(yīng)變場(chǎng)的演變和分布情況。 2、根據(jù)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果完成焊接小車(chē)的設(shè)計(jì)： 確定車(chē)重量、輪間距最佳合理設(shè)計(jì)參數(shù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 目前鋁合金薄板的焊接都是在大型夾具的固定下進(jìn)行操作，如常用的琴鍵式焊接夾具。傳統(tǒng)的鋁合金薄板焊接的這種特殊性給實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)諸多不利因素：制造大型夾具增加了生產(chǎn)成本，焊前對(duì)于被焊接件的裝夾造成了工時(shí)過(guò)長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度提高，減低了生產(chǎn)效率。 無(wú)夾具條件下焊接鋁合金薄板的動(dòng)態(tài)裝置研究是針對(duì)于傳統(tǒng)工藝的創(chuàng)新性構(gòu)想，其出發(fā)點(diǎn)和目標(biāo)是：利用控制變形的基本原理，實(shí)現(xiàn)鋁合金薄板焊件處于自由狀態(tài)下完成焊接過(guò)程，并保證基本焊縫外觀和焊接質(zhì)量。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年10月，榮獲華僑大學(xué)機(jī)電學(xué)院第九屆創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽一等獎(jiǎng)； 2010年12月，榮獲第十八屆“挑戰(zhàn)杯”華僑大學(xué)學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽特等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 本作品已經(jīng)完成實(shí)驗(yàn)，處于調(diào)整完善的中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 暫不轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 實(shí)物、現(xiàn)場(chǎng)演示、錄像和樣品。
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 目前鋁合金薄板的焊接都是在大型夾具的固定下進(jìn)行操作，如常用的琴鍵式焊接夾具。傳統(tǒng)的鋁合金薄板焊接的這種特殊性給實(shí)際生產(chǎn)帶來(lái)諸多不利因素：制造大型夾具增加了生產(chǎn)成本，焊前對(duì)于被焊接件的裝夾造成了工時(shí)過(guò)長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度提高，減低了生產(chǎn)效率。 無(wú)夾具條件下焊接鋁合金薄板的動(dòng)態(tài)裝置研究是針對(duì)于傳統(tǒng)工藝的創(chuàng)新性構(gòu)想，針對(duì)焊接大面積鋁合金薄板過(guò)程中傳統(tǒng)拘束式焊接夾的不利之處，結(jié)合焊接過(guò)程的仿真數(shù)值模擬研究，進(jìn)一步豐富發(fā)展焊接應(yīng)力變形控制理論，提出了一套簡(jiǎn)便易用的能夠隨焊控制應(yīng)力變形的局部約束式焊接機(jī)構(gòu)，保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，在焊接過(guò)程中解決應(yīng)力變形問(wèn)題，這必將成倍的提高生產(chǎn)率，使理論真正轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 鋁合金薄板在焊接過(guò)程中，由于它的熱傳導(dǎo)系數(shù)大、線(xiàn)膨脹系數(shù)大的原因，在焊接過(guò)程中導(dǎo)致熔池附近與四周金屬的溫度梯度大，焊縫附近由于溫度高，極易發(fā)生撓曲變形，電弧下方的金屬向上漲起，造成與平臺(tái)的脫離，導(dǎo)致熄弧、粘住焊槍?zhuān)鸷附舆^(guò)程的中斷。因此，目前鋁合金薄板的焊接都是在大型夾具的固定下進(jìn)行操作，在沒(méi)有夾具條件下，根本無(wú)法順利地完成焊接。 本項(xiàng)目針對(duì)焊接大面積鋁合金薄板過(guò)程中傳統(tǒng)拘束式焊接夾需要多次拆裝，多次焊接，接頭處連接容易出錯(cuò)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，操作不便等不利之處，結(jié)合焊接過(guò)程的仿真數(shù)值模擬研究，進(jìn)一步豐富發(fā)展焊接應(yīng)力變形控制理論，提出了一套簡(jiǎn)便易用的能夠隨焊控制應(yīng)力變形的局部約束式焊接機(jī)構(gòu)，保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，在焊接過(guò)程中解決應(yīng)力變形問(wèn)題，成倍的提高生產(chǎn)率，使理論真正轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。
