【摘要】：焊接作為材料連接技術(shù)的重要組成部分被廣泛應用于制造行業(yè),但焊接環(huán)境惡劣,焊接質(zhì)量要求也越來越高,而自動化程度依然較低。隨著“中國制造2025”的提出,工業(yè)和信息化部在相關(guān)通知中明確指出要加快研發(fā)應用等離子、電弧等復合能束能場自動化柔性制造焊接裝備,不斷提高我國焊接質(zhì)量和焊接自動化水平,將促使我國焊接向自動化、智能化、數(shù)字化方向的飛速發(fā)展,焊接質(zhì)量也將進一步提高。TIG焊焊縫金屬純度高、性能好,焊件變形小,電弧穩(wěn)定性好,容易實現(xiàn)自動化,但TIG焊焊縫熔深淺;一般電弧傳感器具有改善焊縫成型質(zhì)量、抗弧光干擾、不受焊絲彎曲引起電弧偏移的影響等特點。而電場和磁場控制電弧傳感的焊縫跟蹤傳感器在滿足一般電弧傳感器特點的同時能夠根據(jù)需要達到收縮電弧、增加電弧能量、增加焊縫熔深等效果,因此研究電場和磁場控制電弧的傳感器是提高焊接質(zhì)量和焊接自動化、智能化水平亟待解決的新興問題。本文通過研究分析了直流TIG電弧等離子體在電、磁場中的運動機理,確立了實現(xiàn)直流TIG電弧擺動或旋轉(zhuǎn)擺動的電、磁場外加方式。其次,設(shè)計了電、磁場雙控直流TIG電弧傳感器的結(jié)構(gòu),確定了外加電場和磁場發(fā)生裝置的具體參數(shù)。另外,對設(shè)計的電、磁場雙控直流TIG電弧傳感器進行了電場、磁場等多物理場的仿真,優(yōu)化了電、磁場雙控直流TIG電弧傳感器的結(jié)構(gòu),使電、磁場發(fā)生裝置的場域達到預期設(shè)計要求。然后,對電、磁場控制直流TIG電弧擺動和旋轉(zhuǎn)擺動下的電弧傳感焊縫識別方法進行了研究,通過坐標變換和積分求差等數(shù)學方法得到了電、磁場雙控直流TIG電弧擺動和旋轉(zhuǎn)擺動下的焊縫識別方法,同時得出了電、磁場雙控直流TIG電弧具有自適應焊縫偏差補償?shù)墓δ�。最�?搭建了電弧運動形態(tài)觀測和電弧電壓信號采集平臺,采用高速攝影儀記錄了不同場下的電弧運動形態(tài),分析不同場下電弧運動形態(tài)的特點以及電、磁場耦合作用下對應的直流TIG電弧波形。結(jié)果表明電、磁耦合作用下能夠控制直流TIG電弧自旋收縮且規(guī)律性擺動,進一步驗證了電、磁場雙控直流TIG電弧實現(xiàn)焊縫識別的可行性。所以,研究電、磁場雙控直流TIG電弧實現(xiàn)焊縫自動識別對于提升焊接自動化水平和焊接質(zhì)量具有現(xiàn)實意義。
【圖文】：

焊縫跟蹤傳感器的分類

獲取的圖像經(jīng)灰度處理等手段判斷焊縫軌跡。但造價高昂，實時性差。傳感器，電弧信息經(jīng)信息通道傳輸至焊縫跟蹤系統(tǒng)處理，，焊縫跟蹤系統(tǒng)根據(jù)這一偏差信息調(diào)節(jié)相應的運動機構(gòu)糾效果。
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TG441.7;O441;TP212

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本文編號：2702256