【摘要】：旋轉(zhuǎn)電弧窄間隙MAG焊作為一種優(yōu)質(zhì)高效的焊接方法,廣泛地使用在中厚板焊接領(lǐng)域。為了保證焊縫質(zhì)量,提高在坡口不一致下的質(zhì)量控制,需要對(duì)變坡口下焊接焊縫成形進(jìn)行相關(guān)的研究。此外傳統(tǒng)的電弧傳感器和被動(dòng)視覺(jué)傳感器在傳感過(guò)程中容易受到底部坡口形貌的影響,造成跟蹤精度差,影響焊縫成形。因此有必要采用主動(dòng)視覺(jué)傳感技術(shù)對(duì)工件坡口形貌進(jìn)行提取,同時(shí)通過(guò)研究不同坡口形貌下的成型規(guī)律,為焊接質(zhì)量控制打下基礎(chǔ)。首先,為了克服以往傳感技術(shù)容易受到坡口形狀影響的不足,采用主動(dòng)視覺(jué)傳感技術(shù),對(duì)焊接前方的坡口形貌進(jìn)行識(shí)別。根據(jù)窄間隙焊接的特點(diǎn),提出了一套適合于窄間隙焊接的坡口形貌提取算法。針對(duì)整幅圖像計(jì)算量大的問(wèn)題,提出了采用弧光位置來(lái)確定激光條紋位置的自動(dòng)ROI,對(duì)比弧光像素值,激光條紋像素值和背景像素值之間的像素差通過(guò)二次閾值方法自動(dòng)提取出激光條紋區(qū)域,該ROI可以準(zhǔn)確的提取出激光條紋區(qū)域。針對(duì)采集圖像存在焊接飛濺的問(wèn)題,本文通過(guò)對(duì)比激光條紋輪廓和飛濺輪廓的周長(zhǎng)大小,去除周長(zhǎng)較小的飛濺,該方法可以有效的去除散落在激光條紋四周的飛濺,最后采用并行細(xì)化的方法對(duì)激光條紋進(jìn)行細(xì)化,完成激光條紋特征點(diǎn)的提取。最終,對(duì)提取的特征點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算得出該視覺(jué)算法對(duì)窄間隙坡口水平寬度識(shí)別精度為0.5mm以內(nèi),垂直深度的識(shí)別精度為0.8mm以內(nèi)。其次,對(duì)四種不同坡口形貌的工件進(jìn)行焊接工藝實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明坡口形貌對(duì)焊縫成形是有一定影響的。在相同的旋轉(zhuǎn)半徑下,V形坡口的焊縫厚度比I形坡口更厚,而且V形坡口的焊縫底部形貌呈現(xiàn)倒錐形。在不同旋轉(zhuǎn)半徑下,大旋轉(zhuǎn)半徑下的側(cè)壁熔深更大,而且焊縫的厚度會(huì)比小旋轉(zhuǎn)半徑下的焊縫厚度小1.5mm。最后采用ANSYS軟件對(duì)變坡口下的焊縫成形進(jìn)行了數(shù)值模擬,同時(shí)也設(shè)計(jì)2種等效熱源,對(duì)不同旋轉(zhuǎn)半徑下的焊縫成形進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算。對(duì)比計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出,這兩種等效熱源模擬的溫度場(chǎng)模型和熱循環(huán)曲線可以很好的匹配實(shí)際實(shí)驗(yàn)的焊縫截面形貌和溫度場(chǎng)曲線結(jié)果,該模擬結(jié)果輔助今后的焊接實(shí)驗(yàn)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG444.72

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本文編號(hào)：2617234