收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

脉冲熔化极气体保护焊接熔深自适应区间模型控制

王志江  
【摘要】: 熔池表面包含有足够多的能反映熔深或熔透的信息,获取这些信息最常用的方法是机器视觉方法,但是视觉的方法由于其系统的复杂而不适合于焊接现场应用。本文旨在开发一种简单的方法从焊接电信号中提取焊接熔池表面深度信息,同时将其与焊接熔深联系起来,并用于焊接熔深的实时控制。 在脉冲熔化极气体保护焊(GMAW-P)中,应用基于高速摄像机的视觉系统来采集熔池表面图像并计算熔池表面深度。该熔池表面深度测量算法利用相机的针孔模型求取焊丝末梢正下方熔池表面深度,算法简单,且算法精度足够用于熔深控制。设计了一系列不同参数的GMAW-P的焊接实验,以便将焊接熔池表面深度与焊接熔深、焊接现场容易测量的焊接电压信号联系起来。 分析GMAW-P过程,不仅焊接电流、电压影响熔池表面深度和焊接熔深,同时送丝速度(WFS )和焊接行走速度(TS )也会影响熔池表面深度和焊接熔深。首先熔敷率被控制在常值C ,即WFS / TS=C。实验结果表明,焊接电流峰值期间熔池表面深度变化的均值越小,焊接熔深越大。将WFS / TS作为一个影响因素,焊接熔深可以表示成焊接电流峰值期间熔池表面深度变化的均值和WFS / TS的线性函数。 熔池表面深度的变化和焊接电压的变化之间存在一定关系,因此,焊接电流峰值期间熔池表面深度变化的均值可以用焊接电流峰值期间焊接电压变化的均值替代来预测焊接熔深。建立了仅用焊接电压信号来预测熔深的模型,该模型具有足够的精度。由于焊接电压信号是焊接现场最容易得到的信号之一,因此该模型适于焊接现场应用,为在焊接现场监控焊接熔深提供了一种简单而又适宜的方案。 在GMAW-P过程中,如果峰值期间焊接电压的变化被控制到一恒值附近,则焊接熔深也会达到一相应的恒值附近。因此,建立了一焊接熔深控制系统,峰值期间焊接电压的变化作为系统输出,基值时间作为系统输入。针对系统具有大时延且时延大小不确定、时变等特点,应用基于预测控制的自适应区间模型控制算法设计了一控制器,并用实际焊接实验验证了该控制算法的有效性。
【学位授予单位】:

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 孙朝明;汤光平;王增勇;;混合气体保护焊的熔深监测试验与分析[J];焊接技术;2011年07期
2 菅明健;邹增大;王育福;;脉冲电源双熔敷极焊条电弧焊焊缝熔深[J];焊接学报;2011年09期
3 姜泽东;陈保国;史维琴;;304不锈钢薄板脉冲激光焊焊接热过程数值分析[J];热加工工艺;2011年13期
4 伊鹏;刘衍聪;石永军;姜浩;;铸铁表面激光熔凝行为及温度场数值模拟[J];焊接学报;2011年08期
5 黄勇;吴飞虎;何成旦;杨磊;;活性剂对钛合金A-TIG焊缝成形的影响[J];兰州理工大学学报;2011年04期
6 吴鹏;;罐顶板拼接焊缝埋弧自动焊的应用[J];中国城市经济;2011年17期
7 刘川俊;;转炉副枪技术[J];柳钢科技;2011年02期
8 崔洪才;;铝合金TIG焊接气孔缺陷的产生与防止[J];金属加工(热加工);2011年16期
9 王飞;华学明;马晓丽;吴毅雄;曹能;钱伟芳;;T形接头三丝高速焊接温度场的分析[J];焊接学报;2011年09期
10 叶定剑;华学明;吕艳丽;吴毅雄;;高速焊接驼峰形成机理综述[J];热加工工艺;2011年11期
11 樊丁;董皕喆;余淑荣;张诗正;;激光-电弧复合焊接的技术特点与研究进展[J];热加工工艺;2011年11期
12 刘浩东;张龙;王建江;吴永胜;李宝峰;;手工自蔓延焊接立焊工艺可行性分析[J];电焊机;2011年07期
13 孟宣宣;王春明;胡席远;;CO_2激光拼焊的光与声信号分析[J];焊接学报;2011年07期
14 高飞;王悦森;严铿;;机器人MAG焊单面焊双面成形技术[J];焊接技术;2011年06期
15 周建周;;试件单面焊双面自由成形仰焊技术[J];焊接技术;2011年06期
16 彭永生;顾美香;;铸铁件的修复工艺[J];金属加工(热加工);2011年14期
17 吴伟辉;杨永强;王迪;;全密度功能性复杂金属零件的激光直接快速制造[J];强激光与粒子束;2011年06期
18 王锦文;;试论管道手工钨极氩弧焊打底焊接技术[J];工业设计;2011年05期
19 陈均;梁新腾;曾建华;刘荣蒂;;攀钢钒120t转炉高效供氧技术研究[J];炼钢;2011年03期
20 李玉波;;不锈钢管自动TIG封根焊研究[J];一重技术;2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张瑞华;樊丁;;不锈钢A-TIG焊接法研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
2 谢伟峰;雷玉成;李闯;;穿孔等离子电弧超声焊接熔池模态分析与激励频率优化[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
3 张勇;邱涛;陈善本;;一种基于视觉传感的机器人脉冲GTAW熔池控制方法研究[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
4 李梦醒;孙大为;蔡艳;李芳;吴毅雄;;基于LinLog感光技术的熔池图像采集系统研究[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
5 刘双宇;宗士帅;张宏;刘凤德;石岩;;激光-MAG复合焊接溶质分布与熔池流动特征[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年
6 胡小光;段爱琴;于有生;;TA15钛合金激光深熔焊线能量对熔池及焊缝形貌特征的影响[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
7 杨文远;丁永良;杨立红;王明林;石洪志;王涛;朱立新;章耿;;大型转炉多孔喷头射流与熔池作用的水模实验研究[A];中国金属学会2003中国钢铁年会论文集(3)[C];2003年
8 周琦;刘方军;;电子束作用金属的冻结形态和熔池的关系[A];第十次全国焊接会议论文集(第2册)[C];2001年
9 丁小明;李京社;陈永峰;;复吹提钒转炉熔池形状与底枪布置的研究[A];2011年全国高品质特殊钢生产技术研讨会文集[C];2011年
10 张三川;姚建铨;;送粉激光熔覆WC和ZrO_2掺杂复合耐磨涂层试验研究[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 驻站记者 史亚东;金峰熔池熔炼工艺技术被评为自治区“十一五”期间二十大科技名牌技术[N];赤峰日报;2010年
2 林立恒;炉内钢水化学成分的连续分析[N];世界金属导报;2003年
3 ;达涅利FastArc~(TM):体现电炉炼钢的最新技术[N];世界金属导报;2006年
4 本报记者 夏杰生;引人注目的康斯迪电炉[N];中国冶金报;2001年
5 陶钧;提高终点控制双命中率[N];中国冶金报;2006年
6 ;化学能利用圣索沃厂先进的电炉吹氧技术[N];世界金属导报;2006年
7 肖英龙;用LD-CB-AC工艺改善转炉操作[N];世界金属导报;2000年
8 冯梅;受过处罚的技术状元[N];中国化工报;2004年
9 孔德彪;充分发挥电炉产能及降低成本的新型喷吹技术[N];世界金属导报;2000年
10 王洪兵 杨宝权;废钢预热:实现电炉快节奏冶炼[N];中国冶金报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王志江;脉冲熔化极气体保护焊接熔深自适应区间模型控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 王志江;脉冲熔化极气体保护焊接熔深自适应区间模型控制[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 王振;制备MgO晶体电弧炉的建模研究[D];大连理工大学;2011年
4 陈姬;高速GMAW驼峰焊道形成机理的研究[D];山东大学;2009年
5 赵玉珍;焊接熔池的流体动力学行为及凝固组织模拟[D];北京工业大学;2004年
6 易小林;等离子弧焊中等离子云检测机理与模糊控制的研究[D];天津大学;2003年
7 庞盛永;激光深熔焊接瞬态小孔和运动熔池行为及相关机理研究[D];华中科技大学;2011年
8 李永强;“激光束—电阻缝焊”复合焊接方法基础研究[D];吉林大学;2009年
9 张涛;PAW焊接熔池—小孔流场与热场动态行为的数值分析[D];山东大学;2011年
10 雷剑波;基于CCD的激光再制造熔池温度场检测研究[D];天津工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王瑶;低碳钢管板全位置活性焊接法研究[D];兰州理工大学;2010年
2 王璐璐;铍激光热传导对接钎焊熔池动态行为的数值模拟[D];青岛科技大学;2010年
3 陶烈;熔化极富氩气保焊熔池视觉检测及信息处理[D];南京理工大学;2003年
4 孙科;铝合金双丝脉冲熔池视觉三维重建研究[D];南京理工大学;2010年
5 郭朝博;脉冲TIG焊电弧及熔池的数值分析[D];兰州理工大学;2011年
6 汪新兵;面向等离子熔积直接成形熔池形貌检测[D];华中科技大学;2004年
7 高大新;TA15钛合金激光焊接熔池红外光辐射信号特征研究[D];武汉理工大学;2011年
8 吴迪;不锈钢薄板TIG焊熔池图像处理及视觉特征计算[D];上海交通大学;2010年
9 陈钟;激光熔覆熔池温度的测量[D];苏州大学;2006年
10 石皋莲;变占空比中空激光光内送粉熔覆熔池温度场研究[D];苏州大学;2010年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978