【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,需要對變坡口下焊接焊縫成形進行相關的研究。此外傳統(tǒng)的電弧傳感器和被動視覺傳感器在傳感過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視覺傳感技術對工件坡口形貌進行提取,同時通過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。首先,為了克服以往傳感技術容易受到坡口形狀影響的不足,采用主動視覺傳感技術,對焊接前方的坡口形貌進行識別。根據(jù)窄間隙焊接的特點,提出了一套適合于窄間隙焊接的坡口形貌提取算法。針對整幅圖像計算量大的問題,提出了采用弧光位置來確定激光條紋位置的自動ROI,對比弧光像素值,激光條紋像素值和背景像素值之間的像素差通過二次閾值方法自動提取出激光條紋區(qū)域,該ROI可以準確的提取出激光條紋區(qū)域。針對采集圖像存在焊接飛濺的問題,本文通過對比激光條紋輪廓和飛濺輪廓的周長大小,去除周長較小的飛濺,該方法可以有效的去除散落在激光條紋四周的飛濺,最后采用并行細化的方法對激光條紋進行細化,完成激光條紋特征點的提取。最終,對提取的特征點進行計算得出該視覺算法對窄間隙坡口水平寬度識別精度為0.5mm以內(nèi),垂直深度的識別精度為0.8mm以內(nèi)。其次,對四種不同坡口形貌的工件進行焊接工藝實驗,實驗結(jié)果表明坡口形貌對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,而且焊縫的厚度會比小旋轉(zhuǎn)半徑下的焊縫厚度小1.5mm。最后采用ANSYS軟件對變坡口下的焊縫成形進行了數(shù)值模擬,同時也設計2種等效熱源,對不同旋轉(zhuǎn)半徑下的焊縫成形進行數(shù)值模擬計算。對比計算結(jié)果與實驗結(jié)果得出,這兩種等效熱源模擬的溫度場模型和熱循環(huán)曲線可以很好的匹配實際實驗的焊縫截面形貌和溫度場曲線結(jié)果,該模擬結(jié)果輔助今后的焊接實驗。
【學位授予單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG444.72

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本文編號：2617234