擺動(dòng)電弧立焊熔池?zé)嵩茨Ｐ图半娏鞑ㄐ畏治?/h1>
2018-12-13 05:40:28洪宇翔湯小虎唐碧波
電焊機(jī) 2018年11期
洪宇翔 ，湯小虎 ，唐碧波 ，蘆 川
（1.清華大學(xué)先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100084；2.湘潭大學(xué)焊接機(jī)器人及應(yīng)用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南湘潭411105）
0 前言
立向焊接是大型結(jié)構(gòu)件焊接制造中的重要焊接工藝方法[1-2]，隨著裝備大型化發(fā)展和可靠性要求的提高，發(fā)展高效高質(zhì)量立焊技術(shù)是先進(jìn)成形制造領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于立焊過程穩(wěn)定性及焊縫質(zhì)量與焊接熔池密切相關(guān)，研究立焊熔池形態(tài)與成形階段對(duì)焊接質(zhì)量的影響具有重要的理論意義和工程價(jià)值[3]。
1 三軸立焊機(jī)器人試驗(yàn)平臺(tái)
試驗(yàn)平臺(tái)采用自行研制的三軸立焊機(jī)器人，焊絲型號(hào)為H08Mn2SiA，直徑1.2 mm，保護(hù)氣體為CO2氣體，總流量12 L/min。機(jī)器人本體及控制系統(tǒng)平面如圖1所示。
圖1 三軸立焊機(jī)器人試驗(yàn)平臺(tái)Fig.1 Triaxial vertical welding robot test platform
該平臺(tái)采用擺動(dòng)電弧傳感器實(shí)現(xiàn)焊縫實(shí)時(shí)跟蹤，其核心部件為擺動(dòng)電弧傳感器、信號(hào)采集器和霍爾傳感器。采用松下焊接電源，通過十字滑架實(shí)現(xiàn)焊縫在平面的補(bǔ)償跟蹤功能，滾珠絲杠導(dǎo)軌承載焊接手臂實(shí)現(xiàn)在焊接方向的運(yùn)動(dòng)功能，由焊接控制系統(tǒng)中的LED顯示屏和按鍵箱對(duì)焊接過程進(jìn)行控制與檢測(cè)，系統(tǒng)部件如圖2所示。焊縫跟蹤控制部分由電弧傳感器、霍爾傳感器、信號(hào)處理電路、DSP處理器、驅(qū)動(dòng)控制電路組成，焊接控制流程如圖3所示。
2 立焊熔池的仿真建模
2.1 熔池體積熱源模型
在立焊狀態(tài)下，熔滴受重力和電弧熱流的影響分布不對(duì)稱。受焊速影響，電弧前方的加熱區(qū)略小于后方的，加熱區(qū)不是關(guān)于電弧中心線對(duì)稱的單個(gè)半橢球體，而是雙半橢球體，并且電弧前后的半橢球形狀不同。雙橢球體分布區(qū)域如圖4所示，受重力影響的焊縫橫斷面呈“倒喇叭”狀。為展現(xiàn)熔池在重力情況下的體積分布情況，提出適用于本試驗(yàn)CO2氣體保護(hù)焊的雙橢球體熱源模型[4]。
圖2 焊縫跟蹤系統(tǒng)部件Fig.2 Parts of weld seam tracking system
圖3 立焊機(jī)器人焊接控制流程Fig.3 Welding control process of vertical welding robot
圖4 雙橢球體分布區(qū)域Fig.4 Distribution area of double ellipsoid
2.2 熔池仿真結(jié)果
由熔池受力分析可知，在熔池成形過程中，立向下焊與立向上焊從焊接參數(shù)設(shè)置方面就有所不同，故需要根據(jù)具體焊接情況進(jìn)行仿真建模[5]。
建立雙橢球熱源模型，仿真立向下焊熔池狀態(tài)如圖5和圖6所示。由于受重力影響，立焊熔池有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，熔深相對(duì)平焊狀態(tài)較深，驗(yàn)證了其在下垂過程中熔池變薄、熱傳輸現(xiàn)象加強(qiáng)，熔寬相對(duì)平焊狀態(tài)較寬，驗(yàn)證了其在電弧壓力與重力的影響下，熔池向兩側(cè)鋪展開，使得熔池呈現(xiàn)凹型，應(yīng)力集中減少[2]。
圖5 熔池截面仿真Fig.5 Simulation diagram of molten pool section
圖6 熔池立體仿真Fig.6 Three-dimensional simulation diagram of molten pool
圖7 熔池截面仿真Fig.7 Simulation diagram of molten pool section
建立雙橢球熱源模型，仿真立向上焊熔池狀態(tài)如圖7和圖8所示。由于受到重力影響，立焊熔池有著向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，熔深相對(duì)平焊狀態(tài)較深，重力方向與焊接方向相反，熔池在遠(yuǎn)離電弧熱傳輸?shù)姆较蚶鋮s，根據(jù)體積力與重力作用形成了熔池在縱向上的堆疊作用，即形成了較高的余高。根據(jù)三維仿真圖可知，立向上焊過程中熱傳輸過程集中在較窄熔池，在側(cè)壁融合過程中存在一定的熱擴(kuò)散現(xiàn)象。遠(yuǎn)離電弧壓力的熔池使得電弧作用的熔池變薄，加大了熱輸入量，使得在較低焊接參數(shù)下也能獲得較深的焊縫熔深。
圖8 熔池立體仿真Fig.8 Three-dimensional simulation diagram of molten pool
3 濾波方法與試驗(yàn)分析
3.1 修正型中值濾波方法
焊接過程受到外界的干擾較大，在獲取有效信息的過程中存在很多干擾性信息，如脈沖噪聲、弧光干擾、電磁信號(hào)干擾、送絲不均噪聲、焊接電源噪聲等，為了采集信號(hào)中的有效信息，消除以上各種不利因素的干擾，濾除噪聲顯得尤為重要[5]。常規(guī)的濾波方法有平均值濾波、中值濾波、數(shù)學(xué)形態(tài)濾波等。
試驗(yàn)采用低頻狀態(tài)下的CO2氣體保護(hù)焊工況，提出一種修正型中值濾波方法，使波形過濾效果更好、穩(wěn)定性更高。
具體算法如下：當(dāng)焊接開始時(shí)，經(jīng)過中值濾波初步分析過的信號(hào)值陸續(xù)通過修正運(yùn)算，對(duì)其按區(qū)間進(jìn)行運(yùn)算，依次記為 S1，S2，…，Sn。由于本焊接機(jī)器人采用光碼盤采集焊縫波形數(shù)據(jù)，前6個(gè)數(shù)據(jù)不計(jì)入計(jì)算，且剛開始時(shí)電弧不穩(wěn)，所以刪除最初3個(gè)周期的總和值，系統(tǒng)直接從第4個(gè)和值進(jìn)行測(cè)定處理，具體測(cè)定步驟如下：
（1）依次系統(tǒng)計(jì)算。
（2）計(jì)算Sj的平均值。
考慮到該濾波方法是針對(duì)擺動(dòng)電弧傳感器過濾波形使用的，在掃描處理數(shù)據(jù)過程中，數(shù)據(jù)之間基本上保持連續(xù)性，出現(xiàn)大的波動(dòng)則極有可能是噪聲信號(hào)。從整體上看，基于中值濾波的修正方法很好地使采集數(shù)據(jù)進(jìn)行自主的淘汰篩選，并且隨著波形的不斷采集，波形趨勢(shì)越來越穩(wěn)定，剔除異樣的信號(hào)值，系統(tǒng)自然地將各個(gè)信號(hào)值聯(lián)系起來，完成波形整體過濾。
通過計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值，波形前后的信號(hào)值偏差為
式中 kh為系統(tǒng)設(shè)定的比例系數(shù)。
3.2 立焊波形過濾
通過對(duì)常規(guī)中值濾波的修正算法采集與過濾立焊過程的波形，立向下焊的焊接電流波形對(duì)比如圖9所示，立向上焊的焊接電流波形對(duì)比如圖10所示。
試驗(yàn)結(jié)果表明，信號(hào)經(jīng)過修正型中值濾波方法過濾后，有效去除了邊緣的尖端與突變部分，即很好地過濾了短路過渡中峰值飛濺產(chǎn)生的噪聲信號(hào)，還原了真實(shí)的焊接信號(hào)，獲得光滑連續(xù)的曲線。同時(shí)也驗(yàn)證了在熔池下淌過程中對(duì)波形曲線無影響的結(jié)論。
3.3 立焊試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比
（1）立向下焊外觀成形對(duì)比。
平焊與立向上焊外觀成形對(duì)比如圖11所示。對(duì)比焊縫成形效果可知，立向下焊受電弧壓力與重力影響，熔池在電弧的攪拌作用中向兩邊運(yùn)動(dòng)。在立焊過程中電弧實(shí)現(xiàn)連弧操作，焊接效率高，適合多層多道焊接。
圖9 立向下焊的焊接電流波形對(duì)比Fig.9 Welding current waveform comparison of vertical downward welding
圖10 立向上焊的焊接電流波形對(duì)比Fig.10 Comparison of welding current waveforms of vertical upward welding
圖11 試樣外觀成形對(duì)比Fig.11 Comparison of specimen appearance shaping
試樣截面金相、正面外觀對(duì)比如圖12所示，可以看出立向下焊接比較適合多層多道焊。對(duì)比條件下的平焊，熔寬、熔深和余高適中，滿足一般平焊焊接要求。
圖12 試樣截面金相、正面外觀對(duì)比Fig.12 Comparison of metallography of specimen section and facade
濾后波形對(duì)比如圖13所示，可以看出熔池下垂不影響波形。
（2）立向上焊外觀成形對(duì)比。
圖13 濾后波形對(duì)比Fig.13 Comparison of filtered waveforms
平焊與立向上焊外觀成形對(duì)比如圖14所示。對(duì)比焊縫成形效果可知，立向下焊熔池在重力影響下流向電弧尾端，使得熔池鐵水積累集中，根據(jù)受力情況，熔深明顯增加。
試樣截面金相、正面外觀對(duì)比如圖15所示，立焊狀態(tài)下的熔深較深，熔寬較窄，余高較高，熔敷量較高。對(duì)于小電流而言，在特定工況下立向上焊接很適合中厚板窄熔寬焊接，在強(qiáng)度方面滿足要求。對(duì)比條件下的平焊，熔寬、熔深和余高適中，滿足一般平焊焊接要求。
圖14 試樣外觀成形對(duì)比Fig.14 Comparison of specimen appearance shaping
圖15 試樣截面金相、正面外觀對(duì)比Fig.15 Comparison of metallography of specimen section and facade
由示波器提取焊接波形，經(jīng)修正型中值濾波處理后截取波形信號(hào)情況如圖16所示。由圖16可知，熔池下垂不影響波形分析。
對(duì)比立焊向上和立焊向下的工況可知，立向下焊參數(shù)較大，熱輸入明顯增大，在焊接過程中能夠?qū)崿F(xiàn)連弧操作，因此焊接效率較高，比較適合多層多道焊接；立向上焊受到重力與電弧壓力影響，熔寬明顯減小，熔深明顯增加，比較適合于中厚板焊接。立向下焊與平焊對(duì)比，焊縫熔深較淺，熔寬較寬，成形呈凹面形狀，平焊熔深相對(duì)較深，熔寬較之立焊偏窄，成形余高呈凸面形狀；立向上焊與平焊對(duì)比，熔深焊縫較深，熔寬很窄，余高為突出形狀，平焊狀態(tài)熔深較淺，熔寬較寬，成形呈凸面形狀。
4 結(jié)論
（1）基于擺動(dòng)電弧傳感器的三軸立焊焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，立焊時(shí)抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
圖16 濾后波形對(duì)比Fig.16 Comparison of filtered waveforms
（2）根據(jù)焊縫成形及截面金相圖，經(jīng)成形參數(shù)測(cè)量，可以得到重力在焊接過程中對(duì)焊縫成形的影響程度，試驗(yàn)結(jié)果與熱力學(xué)仿真建模分析結(jié)果吻合，說明重力與熔池下淌程度有直接關(guān)系。
（3）提出一種適合立焊的修正型中值濾波方法，提高信號(hào)的信噪比，提取出最佳工藝參數(shù)下的波形與同工藝下的平焊波形進(jìn)行對(duì)比，分析可知在焊接過程中熔池成形對(duì)焊接波形的干擾較小。
猜你喜歡
動(dòng)力電池焊接熔深在線監(jiān)測(cè)與閉環(huán)控制金屬加工(熱加工)(2024年3期)2024-04-07 09:03:02 厚板單邊V型坡口對(duì)接焊縫熔深控制方法汽車實(shí)用技術(shù)(2022年13期)2022-07-19 12:41:04 故障電弧探測(cè)器與故障電弧保護(hù)裝置在工程中的應(yīng)用分析智能建筑電氣技術(shù)(2022年2期)2022-02-06 02:30:58 2219鋁合金激光電弧復(fù)合焊接及其溫度場(chǎng)的模擬制造技術(shù)與機(jī)床(2019年9期)2019-09-10 07:36:42 下降特性焊接電源中焊接熔深的控制研究電子制作(2019年10期)2019-06-17 11:45:00 航空電氣系統(tǒng)中故障電弧的分析電子制作(2017年22期)2017-02-02 07:10:15 關(guān)于焊接熔深試驗(yàn)方法的探討中國(guó)科技博覽(2016年15期)2016-08-23 23:44:04 電弧焊熔池表征與熔透狀態(tài)映射研究焊接(2016年10期)2016-02-27 13:05:32 一種基于頻域變換的熔池運(yùn)動(dòng)模糊圖像恢復(fù)算法焊接(2015年11期)2015-07-18 11:12:46 MIG焊接熔池形成與凝固過程數(shù)值模擬焊接(2015年9期)2015-07-18 11:03:51
洪宇翔 ，湯小虎 ，唐碧波 ，蘆 川
（1.清華大學(xué)先進(jìn)成形制造教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100084；2.湘潭大學(xué)焊接機(jī)器人及應(yīng)用湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南湘潭411105）
0 前言
立向焊接是大型結(jié)構(gòu)件焊接制造中的重要焊接工藝方法[1-2]，隨著裝備大型化發(fā)展和可靠性要求的提高，發(fā)展高效高質(zhì)量立焊技術(shù)是先進(jìn)成形制造領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。由于立焊過程穩(wěn)定性及焊縫質(zhì)量與焊接熔池密切相關(guān)，研究立焊熔池形態(tài)與成形階段對(duì)焊接質(zhì)量的影響具有重要的理論意義和工程價(jià)值[3]。
1 三軸立焊機(jī)器人試驗(yàn)平臺(tái)
試驗(yàn)平臺(tái)采用自行研制的三軸立焊機(jī)器人，焊絲型號(hào)為H08Mn2SiA，直徑1.2 mm，保護(hù)氣體為CO2氣體，總流量12 L/min。機(jī)器人本體及控制系統(tǒng)平面如圖1所示。
圖1 三軸立焊機(jī)器人試驗(yàn)平臺(tái)Fig.1 Triaxial vertical welding robot test platform
該平臺(tái)采用擺動(dòng)電弧傳感器實(shí)現(xiàn)焊縫實(shí)時(shí)跟蹤，其核心部件為擺動(dòng)電弧傳感器、信號(hào)采集器和霍爾傳感器。采用松下焊接電源，通過十字滑架實(shí)現(xiàn)焊縫在平面的補(bǔ)償跟蹤功能，滾珠絲杠導(dǎo)軌承載焊接手臂實(shí)現(xiàn)在焊接方向的運(yùn)動(dòng)功能，由焊接控制系統(tǒng)中的LED顯示屏和按鍵箱對(duì)焊接過程進(jìn)行控制與檢測(cè)，系統(tǒng)部件如圖2所示。焊縫跟蹤控制部分由電弧傳感器、霍爾傳感器、信號(hào)處理電路、DSP處理器、驅(qū)動(dòng)控制電路組成，焊接控制流程如圖3所示。
2 立焊熔池的仿真建模
2.1 熔池體積熱源模型
在立焊狀態(tài)下，熔滴受重力和電弧熱流的影響分布不對(duì)稱。受焊速影響，電弧前方的加熱區(qū)略小于后方的，加熱區(qū)不是關(guān)于電弧中心線對(duì)稱的單個(gè)半橢球體，而是雙半橢球體，并且電弧前后的半橢球形狀不同。雙橢球體分布區(qū)域如圖4所示，受重力影響的焊縫橫斷面呈“倒喇叭”狀。為展現(xiàn)熔池在重力情況下的體積分布情況，提出適用于本試驗(yàn)CO2氣體保護(hù)焊的雙橢球體熱源模型[4]。
圖2 焊縫跟蹤系統(tǒng)部件Fig.2 Parts of weld seam tracking system
圖3 立焊機(jī)器人焊接控制流程Fig.3 Welding control process of vertical welding robot
圖4 雙橢球體分布區(qū)域Fig.4 Distribution area of double ellipsoid
2.2 熔池仿真結(jié)果
由熔池受力分析可知，在熔池成形過程中，立向下焊與立向上焊從焊接參數(shù)設(shè)置方面就有所不同，故需要根據(jù)具體焊接情況進(jìn)行仿真建模[5]。
建立雙橢球熱源模型，仿真立向下焊熔池狀態(tài)如圖5和圖6所示。由于受重力影響，立焊熔池有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，熔深相對(duì)平焊狀態(tài)較深，驗(yàn)證了其在下垂過程中熔池變薄、熱傳輸現(xiàn)象加強(qiáng)，熔寬相對(duì)平焊狀態(tài)較寬，驗(yàn)證了其在電弧壓力與重力的影響下，熔池向兩側(cè)鋪展開，使得熔池呈現(xiàn)凹型，應(yīng)力集中減少[2]。
圖5 熔池截面仿真Fig.5 Simulation diagram of molten pool section
圖6 熔池立體仿真Fig.6 Three-dimensional simulation diagram of molten pool
圖7 熔池截面仿真Fig.7 Simulation diagram of molten pool section
建立雙橢球熱源模型，仿真立向上焊熔池狀態(tài)如圖7和圖8所示。由于受到重力影響，立焊熔池有著向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，熔深相對(duì)平焊狀態(tài)較深，重力方向與焊接方向相反，熔池在遠(yuǎn)離電弧熱傳輸?shù)姆较蚶鋮s，根據(jù)體積力與重力作用形成了熔池在縱向上的堆疊作用，即形成了較高的余高。根據(jù)三維仿真圖可知，立向上焊過程中熱傳輸過程集中在較窄熔池，在側(cè)壁融合過程中存在一定的熱擴(kuò)散現(xiàn)象。遠(yuǎn)離電弧壓力的熔池使得電弧作用的熔池變薄，加大了熱輸入量，使得在較低焊接參數(shù)下也能獲得較深的焊縫熔深。
圖8 熔池立體仿真Fig.8 Three-dimensional simulation diagram of molten pool
3 濾波方法與試驗(yàn)分析
3.1 修正型中值濾波方法
焊接過程受到外界的干擾較大，在獲取有效信息的過程中存在很多干擾性信息，如脈沖噪聲、弧光干擾、電磁信號(hào)干擾、送絲不均噪聲、焊接電源噪聲等，為了采集信號(hào)中的有效信息，消除以上各種不利因素的干擾，濾除噪聲顯得尤為重要[5]。常規(guī)的濾波方法有平均值濾波、中值濾波、數(shù)學(xué)形態(tài)濾波等。
試驗(yàn)采用低頻狀態(tài)下的CO2氣體保護(hù)焊工況，提出一種修正型中值濾波方法，使波形過濾效果更好、穩(wěn)定性更高。
具體算法如下：當(dāng)焊接開始時(shí)，經(jīng)過中值濾波初步分析過的信號(hào)值陸續(xù)通過修正運(yùn)算，對(duì)其按區(qū)間進(jìn)行運(yùn)算，依次記為 S1，S2，…，Sn。由于本焊接機(jī)器人采用光碼盤采集焊縫波形數(shù)據(jù)，前6個(gè)數(shù)據(jù)不計(jì)入計(jì)算，且剛開始時(shí)電弧不穩(wěn)，所以刪除最初3個(gè)周期的總和值，系統(tǒng)直接從第4個(gè)和值進(jìn)行測(cè)定處理，具體測(cè)定步驟如下：
（1）依次系統(tǒng)計(jì)算。
（2）計(jì)算Sj的平均值。
考慮到該濾波方法是針對(duì)擺動(dòng)電弧傳感器過濾波形使用的，在掃描處理數(shù)據(jù)過程中，數(shù)據(jù)之間基本上保持連續(xù)性，出現(xiàn)大的波動(dòng)則極有可能是噪聲信號(hào)。從整體上看，基于中值濾波的修正方法很好地使采集數(shù)據(jù)進(jìn)行自主的淘汰篩選，并且隨著波形的不斷采集，波形趨勢(shì)越來越穩(wěn)定，剔除異樣的信號(hào)值，系統(tǒng)自然地將各個(gè)信號(hào)值聯(lián)系起來，完成波形整體過濾。
通過計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)值，波形前后的信號(hào)值偏差為
式中 kh為系統(tǒng)設(shè)定的比例系數(shù)。
3.2 立焊波形過濾
通過對(duì)常規(guī)中值濾波的修正算法采集與過濾立焊過程的波形，立向下焊的焊接電流波形對(duì)比如圖9所示，立向上焊的焊接電流波形對(duì)比如圖10所示。
試驗(yàn)結(jié)果表明，信號(hào)經(jīng)過修正型中值濾波方法過濾后，有效去除了邊緣的尖端與突變部分，即很好地過濾了短路過渡中峰值飛濺產(chǎn)生的噪聲信號(hào)，還原了真實(shí)的焊接信號(hào)，獲得光滑連續(xù)的曲線。同時(shí)也驗(yàn)證了在熔池下淌過程中對(duì)波形曲線無影響的結(jié)論。
3.3 立焊試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比
（1）立向下焊外觀成形對(duì)比。
平焊與立向上焊外觀成形對(duì)比如圖11所示。對(duì)比焊縫成形效果可知，立向下焊受電弧壓力與重力影響，熔池在電弧的攪拌作用中向兩邊運(yùn)動(dòng)。在立焊過程中電弧實(shí)現(xiàn)連弧操作，焊接效率高，適合多層多道焊接。
圖9 立向下焊的焊接電流波形對(duì)比Fig.9 Welding current waveform comparison of vertical downward welding
圖10 立向上焊的焊接電流波形對(duì)比Fig.10 Comparison of welding current waveforms of vertical upward welding
圖11 試樣外觀成形對(duì)比Fig.11 Comparison of specimen appearance shaping
試樣截面金相、正面外觀對(duì)比如圖12所示，可以看出立向下焊接比較適合多層多道焊。對(duì)比條件下的平焊，熔寬、熔深和余高適中，滿足一般平焊焊接要求。
圖12 試樣截面金相、正面外觀對(duì)比Fig.12 Comparison of metallography of specimen section and facade
濾后波形對(duì)比如圖13所示，可以看出熔池下垂不影響波形。
（2）立向上焊外觀成形對(duì)比。
圖13 濾后波形對(duì)比Fig.13 Comparison of filtered waveforms
平焊與立向上焊外觀成形對(duì)比如圖14所示。對(duì)比焊縫成形效果可知，立向下焊熔池在重力影響下流向電弧尾端，使得熔池鐵水積累集中，根據(jù)受力情況，熔深明顯增加。
試樣截面金相、正面外觀對(duì)比如圖15所示，立焊狀態(tài)下的熔深較深，熔寬較窄，余高較高，熔敷量較高。對(duì)于小電流而言，在特定工況下立向上焊接很適合中厚板窄熔寬焊接，在強(qiáng)度方面滿足要求。對(duì)比條件下的平焊，熔寬、熔深和余高適中，滿足一般平焊焊接要求。
圖14 試樣外觀成形對(duì)比Fig.14 Comparison of specimen appearance shaping
圖15 試樣截面金相、正面外觀對(duì)比Fig.15 Comparison of metallography of specimen section and facade
由示波器提取焊接波形，經(jīng)修正型中值濾波處理后截取波形信號(hào)情況如圖16所示。由圖16可知，熔池下垂不影響波形分析。
對(duì)比立焊向上和立焊向下的工況可知，立向下焊參數(shù)較大，熱輸入明顯增大，在焊接過程中能夠?qū)崿F(xiàn)連弧操作，因此焊接效率較高，比較適合多層多道焊接；立向上焊受到重力與電弧壓力影響，熔寬明顯減小，熔深明顯增加，比較適合于中厚板焊接。立向下焊與平焊對(duì)比，焊縫熔深較淺，熔寬較寬，成形呈凹面形狀，平焊熔深相對(duì)較深，熔寬較之立焊偏窄，成形余高呈凸面形狀；立向上焊與平焊對(duì)比，熔深焊縫較深，熔寬很窄，余高為突出形狀，平焊狀態(tài)熔深較淺，熔寬較寬，成形呈凸面形狀。
4 結(jié)論
（1）基于擺動(dòng)電弧傳感器的三軸立焊焊接機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，立焊時(shí)抗干擾能力強(qiáng)、性能穩(wěn)定，適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。
圖16 濾后波形對(duì)比Fig.16 Comparison of filtered waveforms
（2）根據(jù)焊縫成形及截面金相圖，經(jīng)成形參數(shù)測(cè)量，可以得到重力在焊接過程中對(duì)焊縫成形的影響程度，試驗(yàn)結(jié)果與熱力學(xué)仿真建模分析結(jié)果吻合，說明重力與熔池下淌程度有直接關(guān)系。
（3）提出一種適合立焊的修正型中值濾波方法，提高信號(hào)的信噪比，提取出最佳工藝參數(shù)下的波形與同工藝下的平焊波形進(jìn)行對(duì)比，分析可知在焊接過程中熔池成形對(duì)焊接波形的干擾較小。
猜你喜歡
金屬加工(熱加工)(2024年3期)2024-04-07 09:03:02
汽車實(shí)用技術(shù)(2022年13期)2022-07-19 12:41:04
智能建筑電氣技術(shù)(2022年2期)2022-02-06 02:30:58
制造技術(shù)與機(jī)床(2019年9期)2019-09-10 07:36:42
電子制作(2019年10期)2019-06-17 11:45:00
電子制作(2017年22期)2017-02-02 07:10:15
中國(guó)科技博覽(2016年15期)2016-08-23 23:44:04
焊接(2016年10期)2016-02-27 13:05:32
焊接(2015年11期)2015-07-18 11:12:46
焊接(2015年9期)2015-07-18 11:03:51
