张刚
- 作品数：66 被引量：82H指数：5
- 供职机构：兰州理工大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金甘肃省自然科学基金中央级公益性科研院所基本科研业务费专项更多>>
- 相关领域：金属学及工艺自动化与计算机技术一般工业技术电气工程更多>>
- 基于ITAE的铝合金MIG焊熔宽控制仿真
- 2012年
- 针对铝合金MIG焊过程的复杂多变性,在已建立的脉冲电流占空比与焊接正面熔宽之间的动态阶跃响应辨识数学模型基础上,设计基于ITAE准则的自整定优化PID控制器,对铝合金MIG焊占空比对熔池正面宽度动态响应控制效果进行了仿真研究,并研究控制系统在随机干扰信号作用下单位阶跃响应的鲁棒性,与增量式PID控制器和鲁棒极点配置控制器的控制效果进行了对比分析。结果表明,基于ITAE准则的自整定优化PID控制器在能够满足控制精度要求的同时,也具有较快的响应速度,较好的稳定性和鲁棒性,为更好地实现铝合金MIG焊熔宽实时控制提供了理论基础。
- 樊丁张刚黄健康石玗
- 关键词：铝合金MIG焊ITAE准则仿真
- 铜表面微结构化对惰性润湿和反应润湿的影响
- 2020年
- 利用纳秒激光在铜基板表面构建不同线间距的网格以得到不同的表面粗糙度。以乙二醇/铜惰性润湿体系和锡/铜高温反应润湿体系为研究对象,采用改良座滴法研究了纳秒激光铜表面微结构化对惰性润湿和反应润湿的影响。结果表明,在不同类型的网格未出现液滴的不对称,惰性润湿符合Wenzel模型而反应润湿结果则偏离此模型,即在可润湿的体系中,粗糙度增加可促进惰性润湿铺展,但会恶化反应润湿铺展。高温下反应润湿偏离此模型可归因于毛细管结构的消失和粗糙表面的微凸结构阻止了三相线的移动,故粗糙度的增加未能促进润湿。
- 杨海鹏石玗林巧力慈文娟张刚
- 关键词：纳秒激光微观结构
- 焊接电参数对GTAW熔透状态的影响被引量：5
- 2016年
- 针对非熔化极气体保护焊(gas tungsten arc welding,GTAW)过程中因焊接参数波动、热传导条件变化难以实时检测和控制熔透的难题,考虑304不锈钢相变潜热随温度的变化,建立了焊接电参数与熔池相变潜热、背面熔宽间的动态变化数学模型,仿真研究了改变焊接电流、电弧电压对焊缝熔透状态的动态影响规律,预测了恒定电参数下点焊熔透状态发生改变的时间.采集了同参数焊接过程中表征熔透状态变化的反射激光点阵视频图像,统计计算了实际熔透发生改变的时间.结果表明,所建立的动态数学模型能够反映焊缝熔透状态随电参数的动态变化过程,且焊接电流对熔透状态的影响更显著;熔透变化预测时间与实测时间一致.
- 张刚樊丁石玗黄健康李春玲
- 关键词：焊接电参数建模仿真熔透
- 一种振镜激光与电弧复合的丝粉混合增材制造方法和装置
- 本发明涉及一种振镜激光与电弧复合的丝粉混合增材制造方法和装置。振镜激光束沿与竖直方向成一定角度的方向入射至工件表面，并在工件表面上按预定的轨迹路径进行扫描运动，采用与振镜激光焊接头光束输出圆形管件同轴设置的送粉喷嘴将金属...
- 张刚任自友朱明顾玉芬石玗周立涛
- 双频调制脉冲TIG打底焊电弧-熔池行为分析
- 2023年
- 为提高中厚板核容器焊接制造效率、质量稳定性及满足无衬板打底单面焊双面成形的工艺新要求,设计小角度、大钝边Y型坡口平板对接焊接结构,建立双频调制脉冲TIG焊接试验控制系统,开展多组低频脉冲和双频调制脉冲焊接工艺对比试验,获得坡口角度60°、钝边5mm的试板对接可靠打底单面焊双面成形焊缝。进一步研究分析双频调制脉冲电弧、熔池动态行为变化及熔池表面温度场的演化规律,探究讨论双频调制脉冲电流作用下焊缝熔深增加的原因。结果表明,双频调制脉冲电弧因高频脉冲电磁压缩作用具有更高的能量密度和更强的电弧穿透力,使熔池底部极易形成液态金属薄膜并穿透形成熔孔;同时,双频调制脉冲电弧减弱了熔池顶底部液态金属能量波动,增强熔池热惯性,有效降低熔池凝固速率,增加了焊缝熔深,为熔池单面焊双面成形提供良好的热力动态平衡条件。
- 张刚徐梓龙石玗朱明樊丁
- 关键词：脉冲TIG电弧形态熔池单面焊双面成形打底焊
- 一种非均匀热源促熔池对流的金属表面合金化方法
- 本发明涉及一种非均匀热源促熔池对流的金属表面合金化方法，包括以下步骤：1）采用第一热源对金属表面进行加热并熔化形成熔池；2）合金化气体进入熔池进行反应生成高熔点的化合物，化合物有凝固形成凝固层的趋势，采用第二热源加热化合...
- 石玗郭晋昌顾玉芬朱明张刚李春凯
- 文献传递
- 基于快速原型开发平台的铝合金脉冲MIG焊弧长控制
- 2018年
- 针对铝合金脉冲MIG焊接过程中电弧不稳定的情况,采用快速原型脉冲MIG焊电源开发平台进行弧长控制,并采用调节脉冲占空比和脉冲频率弧长控制方案,以平均电弧电压变化为反馈信号,设计了脉冲MIG焊电源开发平台过程的控制模块,进行铝合金脉冲MIG焊弧长的实时控制试验。结果表明,该控制系统具有良好的动态性能、抗干扰性能和稳态精度,可以快速、有效地控制弧长,焊接过程稳定,焊缝成形良好。
- 顾玉芬王勇佳樊佳伟张刚石玗
- 关键词：脉冲MIG弧长控制铝合金
- 熔池三维自由表面状态与TIG焊熔透的相关性研究被引量：5
- 2014年
- 基于激光视觉测量原理,采用2台同规格的CCD摄像机实时同步采集了钨极惰性气体保护电弧焊熔池自由表面和背面熔宽动态变化视频图像,利用熔池自由表面三维恢复算法获得熔池三维自由表面形貌,并对不同熔透状态的熔池三维自由表面高度变化与同步采集的背面熔宽变化间的相关性进行了定性分析实验.通过建立理想熔池自由表面,入、反射激光束光学变换及成像屏数学模型,逆向仿真研究了不同熔透状态的熔池表面对反射激光点阵形态的影响规律.结果表明,基于激光视觉法获得的熔池三维自由表面动态变化与焊缝熔透之间具有相关性,当焊缝由未熔透过渡到熔透时,熔池表面由凸形逐渐变为凹形,且塌陷量随背面熔宽的增加而缓慢增大,反射激光点阵行曲率变小,激光点逐渐聚为一点.当过熔透时,背面熔宽增加,熔池表面塌陷量迅速增加,反射激光点阵行曲率反而变大,聚集的激光点阵纵向逐渐被拉开.熔池表面逆向建模仿真结果与实际测量结果基本一致,利用反射激光点阵的形态变化可以表征熔透变化.
- 张刚石玗李春凯黄健康樊丁
- 关键词：TIG焊激光视觉熔透控制
- 基于MSRF模型的旁路耦合电弧MIG焊熔池边缘提取
- 为了进一步对碳钢堆焊焊缝熔透的良好控制,研究了旁路耦合电弧MIG焊的焊接过程和基于多尺度随机场模型(Multi-Scale Random Field,MSRF)的图像分割算法,通过被动视觉检测系统对焊接过程中的熔池图像进...
- 张刚黄健康石玗樊丁
- 关键词：熔池图像
- 基于动态模糊神经网络的铝合金脉冲MIG焊接过程解耦控制分析被引量：6
- 2013年
- 针对铝合金脉冲MIG焊接过程参数间强耦合、不稳定等关键问题,在介绍DFNN结构、学习算法基础上,设计了基于D-FNN的解耦控制器,并对同步、非同步与加干扰脉冲输入信号下分别对以脉冲电流占空比、送丝速度为输入量,以焊丝伸出长度(干伸长)、焊缝正面熔宽为被控量的铝合金脉冲MIG焊多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)过程进行了动态解耦控制仿真研究,仿真结果表明,D-FNN控制器能够实时进化规则,动态调整学习因子,实现了MIMO过程的完全解耦,满足焊接实时控制要求且具有快的响应速度、较好的鲁棒性,为铝合金脉冲MIG焊MIMO过程稳定焊接提供了一种新型的实时解耦控制方法.
- 黄健康张刚樊丁石玗
- 关键词：铝合金脉冲MIG焊动态模糊神经网络解耦控制系统仿真
