【摘要】：焊接作為材料連接技術(shù)的重要組成部分被廣泛應(yīng)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(lái)越高,而自動(dòng)化程度依然較低。隨著“中國(guó)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(yīng)用等離子、電弧等復(fù)合能束能場(chǎng)自動(dòng)化柔性制造焊接裝備,不斷提高我國(guó)焊接質(zhì)量和焊接自動(dòng)化水平,將促使我國(guó)焊接向自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化方向的飛速發(fā)展,焊接質(zhì)量也將進(jìn)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(diǎn)。而電場(chǎng)和磁場(chǎng)控制電弧傳感的焊縫跟蹤傳感器在滿(mǎn)足一般電弧傳感器特點(diǎn)的同時(shí)能夠根據(jù)需要達(dá)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(chǎng)和磁場(chǎng)控制電弧的傳感器是提高焊接質(zhì)量和焊接自動(dòng)化、智能化水平亟待解決的新興問(wèn)題。本文通過(guò)研究分析了直流TIG電弧等離子體在電、磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)機(jī)理,確立了實(shí)現(xiàn)直流TIG電弧擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)的電、磁場(chǎng)外加方式。其次,設(shè)計(jì)了電、磁場(chǎng)雙控直流TIG電弧傳感器的結(jié)構(gòu),確定了外加電場(chǎng)和磁場(chǎng)發(fā)生裝置的具體參數(shù)。另外,對(duì)設(shè)計(jì)的電、磁場(chǎng)雙控直流TIG電弧傳感器進(jìn)行了電場(chǎng)、磁場(chǎng)等多物理場(chǎng)的仿真,優(yōu)化了電、磁場(chǎng)雙控直流TIG電弧傳感器的結(jié)構(gòu),使電、磁場(chǎng)發(fā)生裝置的場(chǎng)域達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)要求。然后,對(duì)電、磁場(chǎng)控制直流TIG電弧擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)下的電弧傳感焊縫識(shí)別方法進(jìn)行了研究,通過(guò)坐標(biāo)變換和積分求差等數(shù)學(xué)方法得到了電、磁場(chǎng)雙控直流TIG電弧擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)擺動(dòng)下的焊縫識(shí)別方法,同時(shí)得出了電、磁場(chǎng)雙控直流TIG電弧具有自適應(yīng)焊縫偏差補(bǔ)償?shù)墓δ堋Ｗ詈?搭建了電弧運(yùn)動(dòng)形態(tài)觀(guān)測(cè)和電弧電壓信號(hào)采集平臺(tái),采用高速攝影儀記錄了不同場(chǎng)下的電弧運(yùn)動(dòng)形態(tài),分析不同場(chǎng)下電弧運(yùn)動(dòng)形態(tài)的特點(diǎn)以及電、磁場(chǎng)耦合作用下對(duì)應(yīng)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(dòng),進(jìn)一步驗(yàn)證了電、磁場(chǎng)雙控直流TIG電弧實(shí)現(xiàn)焊縫識(shí)別的可行性。所以,研究電、磁場(chǎng)雙控直流TIG電弧實(shí)現(xiàn)焊縫自動(dòng)識(shí)別對(duì)于提升焊接自動(dòng)化水平和焊接質(zhì)量具有現(xiàn)實(shí)意義。
【圖文】：

焊縫跟蹤傳感器的分類(lèi)

獲取的圖像經(jīng)灰度處理等手段判斷焊縫軌跡。但造價(jià)高昂，實(shí)時(shí)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(yīng)的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)糾效果。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TG441.7;O441;TP212

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本文編號(hào)：2702256