在焊接過程中實時獲取當前的熔透狀態(tài)是進行焊接熔透控制的基礎(chǔ),在TIG薄板單面焊雙面成形焊接工藝中,熟練的焊工可以根據(jù)熔池、熔孔形態(tài)判斷出當前的熔透狀態(tài),從而調(diào)整焊接速度、焊槍傾角等保證焊縫熔透而不發(fā)生焊穿。可見,熔池、熔孔形態(tài)包含了大量的熔透信息,但是目前僅在手工焊接時利用了熔孔現(xiàn)象,為了實現(xiàn)自動化焊接中的熔透控制,有必要對熔池、熔孔形態(tài)以及動態(tài)行為進行研究。本文搭建了薄板TIG單面焊雙面成形實驗平臺。設(shè)計了1064nm窄帶濾光片和中性減光片組成的復(fù)合濾光系統(tǒng),有效的濾除了弧光干擾,獲得了清晰的熔池、熔孔圖像。利用近攝接圈提高了圖像尺寸,增加了圖像的清晰度。針對3mm厚Q235碳鋼板開展預(yù)留間隙對接焊實驗并采集焊接過程中的圖像和電參數(shù)。設(shè)計圖像處理算法,獲取了熔池、熔孔邊緣。對于熔孔圖像,以熔孔最大寬度和熔孔長度作為其特征值,分析了熔孔在不同的焊接速度下的失穩(wěn)形式。按失穩(wěn)時的熔孔長度與寬度的大小,將失穩(wěn)形式分為橫向失穩(wěn)、縱向失穩(wěn)以及整體失穩(wěn)。同時研究了熔滴過渡頻率與熔孔穩(wěn)定性之間的關(guān)系,當熔滴過渡頻率為5HZ時,相對于1HZ,熔孔的尺寸穩(wěn)定性獲得了極大提升。通過控制送絲速度、熔滴過渡頻... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２連續(xù)行走熔透控制過程［１３］??

Ｔｉｎ＊：———??（ａ）?Ｗｅｌｄｉｎｇ?ｃｕｒｒｅｎｔ?（ｂ）?Ａｒｃ?ｖ〇］ｔ？ｇｅ?ａｍｐｌｉＬｕｄｅ?ｖａｒｉａｔｉｏｎ?（ｃ）?Ｔｒａｖｅｌ?ｔｉｐｅｏｄ??圖１－２連續(xù)行走熔透控制過程［１３］??１．２．３電弧聲檢測法??電弧聲存在于整個焊接過程中，其與電弧穩(wěn)定性、熔滴過渡、焊接缺陷產(chǎn)生??等存在密切的關(guān)系［１５］。在實際生產(chǎn)過程中，熟練的焊工可以根據(jù)經(jīng)驗從電弧聲中??判斷當前熔透狀態(tài)，學者們研究了這一現(xiàn)象，證明了電弧聲信號與熔透之間存在??明顯的關(guān)系［１６＿１８］。Ｇｒａｄ．Ｌ等人［１９］發(fā)現(xiàn)在ＧＭＡＷ焊接過程中，短路過渡模式下，電??３??

像處理研究現(xiàn)狀??覺檢測所獲得的熔池圖像，需要經(jīng)過圖像數(shù)字分析提取出熔池的特征??為數(shù)值模型的建立提供有用的信息。對于熔池圖像，研宄者定義了熔??池半長、熔池后拖角等特征參數(shù)用于描述熔池形狀。從而建立熔池特??透狀態(tài)之間的關(guān)系模型，為焊接自動化打下基礎(chǔ)。??像處理的速度和準確度對于焊接過程的自動化控制具有重要意義，相??了大量研宄。??像濾波增強技術(shù)研究現(xiàn)狀??拍攝過程中，圖像主要存在電弧光、焊接飛濺、煙霧粉塵等干擾噪聲。??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于弧壓反饋的薄板GTAW智能熔透控制[J]. 程永超,肖珺,陳樹君,Zhang Yuming.  焊接學報. 2018(12)
[2]基于數(shù)學形態(tài)學的焊接熔池圖像邊緣提取技術(shù)研究[J]. 武曉朦,吳凱,王歡,封園.  西安石油大學學報(自然科學版). 2018(03)
[3]數(shù)學形態(tài)學理論在焊接熔池提取中的應(yīng)用[J]. 武曉朦,吳凱,王歡.  信息記錄材料. 2018(04)
[4]鎢極氬弧焊熔池動態(tài)行為和焊工調(diào)控特征信息檢測與分析[J]. 樊丁,頓小春,張剛,石玗.  機械工程學報. 2018(02)
[5]連續(xù)脈沖GTAW熔池振蕩頻率的檢測及分析[J]. 李春凱,石玗,朱明,顧玉芬.  焊接學報. 2017(10)
[6]基于網(wǎng)格激光的TIG焊熔池三維表面凹凸性分析[J]. 何笑英,黃健康,石玗,樊丁.  焊接學報. 2017(01)
[7]連續(xù)脈沖GTAW不同熔透狀態(tài)熔池振蕩頻率特征及分析[J]. 李春凱,石玗,顧玉芬,杜雷明,朱明.  機械工程學報. 2016(20)
[8]基于多經(jīng)驗參數(shù)約束的等離子弧焊熔池邊緣檢測[J]. 劉新鋒,任文建,高進強,武傳松.  焊接學報. 2014(07)
[9]基于激光點陣的TIG焊熔池自由表面三維形貌測量方法[J]. 張剛,石玗,黃健康,張偉杰,樊丁.  機械工程學報. 2014(24)
[10]基于紅外透過濾光片的P-GMAW熔池圖像傳感[J]. 梁志敏,趙雙雙,張梅梅,高洪明.  焊接學報. 2014(02)

博士論文
[1]基于激光視覺的GTAW熔池振蕩行為解析[D]. 李春凱.蘭州理工大學 2018
[2]基于電弧聲信號的鋁合金脈沖GTAW熔透特征識別及其實時控制研究[D]. 呂娜.上海交通大學 2014

碩士論文
[1]基于數(shù)學形態(tài)學的焊接熔池圖像邊緣檢測技術(shù)研究[D]. 吳凱.西安石油大學 2018
[2]基于熔池形狀特征的熔透信息提取[D]. 姜天勝.北京化工大學 2017
[3]鎢極氬弧焊熔池三維面形傳感系統(tǒng)設(shè)計研究[D]. 艾孝譜.南昌大學 2011
[4]基于電弧聲信號特征MIG焊熔透狀態(tài)模式識別[D]. 蘭虎.哈爾濱理工大學 2009
[5]鋁合金MIG焊過程電弧聲分析[D]. 黃健康.蘭州理工大學 2007



本文編號：3225994