本文關鍵詞：基于電弧傳感的窄坡口管道焊接高低跟蹤技術研究

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【摘要】：隨著陸地油氣資源的不斷開采,大量油田儲量趨于枯竭,產(chǎn)油量日益下降,海洋油氣資源成為人們關注的焦點。管道運輸是海洋油氣資源安全高效的輸送方式之一,而高效穩(wěn)定的管道焊接技術可以減少海底管道鋪設的成本,降低工人的勞動強度。在海底管道鋪設過程中,由于坡口組對的誤差、熱變形誤差和軌道的安裝誤差等造成焊接過程不穩(wěn)定,在焊接過程中需要對焊炬的高低方向和橫向實時調(diào)節(jié),保證對焊縫的實時跟蹤,并得到良好的焊接效果。本文研究內(nèi)容來源于國家自然科學基金:海底管道鋪設窄坡口焊接機器人電弧傳感技術研究項目。搭建了基于CAN總線的電弧傳感焊縫跟蹤系統(tǒng),進一步設計基于CAN總線高頻擺動焊接平臺,最高擺動頻率可以達到40HZ。建立了電弧傳感數(shù)學模型,并研究不同濾波器參數(shù)對電弧傳感信號的影響規(guī)律,實驗結果表明,滑動平均濾波器滑動點數(shù)為100,中值濾波的領域窗口為5,得到了比較好的濾波效果。對焊縫跟蹤過程中偏差信號提取方法進行了研究,得到了不同焊接規(guī)范下焊接電流與焊炬高度之間的靜態(tài)數(shù)學模型。對常用的焊縫高低跟蹤方法進行了研究,得到了不同焊接規(guī)范下的焊接電流給定值。提出了基于模糊切換規(guī)則的多模型控制器進行管道全位置焊接高低跟蹤控制。在高頻擺動平臺上進行了擺動頻率對電弧敏感性影響規(guī)律研究,實驗結果表明,焊炬擺動頻率在10HZ左右可以得到良好偏差信號。分析了30°V形坡口、60°V形坡口和J形窄坡口對焊接電流的影響規(guī)律,實驗結果表明30°V形坡口和60°V形坡口的實際焊接電流值相差不大,可以采用相同的焊接電流給定值,其平均焊接電流比J形窄坡口焊接電流值增加20A。分析了不同焊接區(qū)位對焊接電流的影響規(guī)律,從0°位置到180°位置,焊接電流從小增大再從大到小的變化過程。在焊炬高度線性增加實驗中,焊炬高度從9mm增加到18mm,擬合出了焊炬高度與焊接電流的一階線性關系。研究了大口徑UOE海管全位置焊接工藝參數(shù),焊接質量符合API 1104-2005標準。采用LabVIEW編寫了基于電弧傳感的焊縫跟蹤程序,能夠實現(xiàn)焊縫高低跟蹤,跟蹤效果良好,能夠滿足焊接過程的需要。本文通過研究管道全位置焊接高低跟蹤過程中的信號處理方法、偏差信號的提取方法和高低跟蹤過程中的控制方法,分析不同坡口形式對焊接電流的影響規(guī)律,研究了全位置管道焊接工藝參數(shù),得到了良好的焊縫高低跟蹤效果,提高了海底管道鋪設的效率,保證了焊接質量。研究成果對管道焊接行業(yè)提供了技術儲備,具有重大的科學指導意義和工程應用前景。
【學位授予單位】：北京石油化工學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG409

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9 楊能益;;焊接電流指示器[J];電工技術;1993年03期

10 楊輝;;熔化極氣體保護電弧焊焊接電流上限控制[J];金屬加工(熱加工);2011年08期

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2 杭爭翔;殷樹言;宋政;;AC PMIG焊接電流波形控制[A];制造業(yè)與未來中國——2002年中國機械工程學會年會論文集[C];2002年

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1 韓素新;基于電弧傳感的窄坡口管道焊接高低跟蹤技術研究[D];北京石油化工學院;2015年

2 魯中良;數(shù)字處理方法在埋弧焊和熔化極氣體保護焊中的應用[D];華中科技大學;2004年

3 羅怡;基于USB總線的弧焊電參數(shù)檢測分析系統(tǒng)設計[D];重慶大學;2005年

4 楊殿臣;磁控技術在高速TIG焊中的應用[D];沈陽工業(yè)大學;2010年

5 姜文飛;多特性電源參數(shù)預置系統(tǒng)[D];西南交通大學;2005年

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7 汪有韜;基于DSP的高速CO_2焊波控系統(tǒng)的研究[D];南昌航空大學;2008年

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9 賈占遠;電弧焊工藝參數(shù)監(jiān)測及分析系統(tǒng)研究[D];吉林大學;2006年

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本文編號：1281465