水深环境下湿法焊接声压替代图像信号可行性分析

水深环境下水下湿法药芯焊丝焊接(FCAW)受周围电弧气泡生长的影响,其状态需要通过信号采集. 文中首先搭建水下湿法焊接试验平台,进行湿法药芯焊丝焊接试验,对焊接过程中的气泡声压信号、高速摄像信号、电弧电流电压信号,进行同步采集;然后对比了引弧阶段下浅水和20 m水深的气泡动态演变图像及其声压信号,结合20 m水深稳弧阶段信号,发现气泡脉冲声信号与气泡图像在气泡大小、爆破周期等演变细节上有着很好的对应关系,但随着水深增加,烟尘导致图像信号更加模糊. 最后对水下20,40 m的环境中获取到的电弧从引弧到稳弧阶段的声电信号,进行对照分析. 结果表明,气泡声压信号可以清晰地反映出气泡的变化状态,深水下声压信号替代高速摄像具有可行性.     

水下湿法药芯焊丝焊接电弧稳定性

利用焊接电弧电压信号的标准差和差异系数的倒数作为评价电弧稳定性的指标,通过试验研究了不同工艺条件下水下湿法药芯焊丝焊接的电弧稳定性．建立了湿法焊接电弧稳定性的敏感度模型,分析了各工艺参数如焊接电流、电弧电压、焊接速度和水深对湿法药芯焊丝焊接电弧稳定性的影响．结果表明,水深增大时,焊接电弧稳定性变差,特别是在浅水区域,增大水深可显著降低电弧稳定性;焊接速度增大,电弧稳定性变差;焊接电压对电弧稳定性影响很大,适当提高焊接电压可提高电弧的稳定性．     

水下湿法焊缝成形的响应曲面法建模及分析

水下湿法焊缝成形是影响水下焊接接头力学性能的重要因素.与空气中焊接相比,影响水下湿法焊缝成形的因素更复杂.在高压舱内进行不同水深湿法药芯焊丝焊接(FCAW)试验,通过响应曲面法(RSM)分别建立水下湿法焊缝的熔宽和余高与焊接参数之间的数学模型,分析了焊接电流、电弧电压和水深及其交互作用对水下湿法焊缝成形的影响.结果表明,水下湿法焊接时增大焊接电流和电弧电压都可以增大焊缝熔宽.熔宽随着水深的增大而减小,但随着水深的增大,水深对减小熔宽的作用逐渐减小.随着电流的增大,焊缝余高增大,且比电弧电压对余高的作用明显.     

GMAW药芯焊丝熔滴过渡研究

基于计算机技术在焊接领域的应用现状,利用焊接电信号采集系统和光谱仪,基于Labview软件所设计的程序,实现同步采集,并把在每个时刻采集到的焊接电流,电弧电压波形信号及光谱仪采集到的光谱信息都在Labview的界面上同步显示,通过对两组药芯焊丝进行不同参数下熔化极气体保护焊药芯焊丝分析试验的同步采集,结合光谱信息、电信号及其前后时刻状态对药芯焊丝的典型熔滴过渡状态进行了分析。     

水下湿法焊接电弧图像的边缘检测技术

通过复合滤光技术和水下ＣＣＤ摄像系统,采集了药芯焊线水下湿法焊接电弧区域图像,重点论述了边缘检测理论,确定了基于中值滤波和梯度算子的电弧区域图像边缘检测方法,有效地分了弧燃烧区域和电弧气泡区域,从而为水下湿法焊接电弧的机理分析及水下焊接过程控制奠定了基础。     

自保护药芯焊丝工艺性评价

采用高速摄影、电弧参数快速采集分析系统以及焊接工艺性试验方法,对3种自保护药芯焊丝的熔滴过渡、焊接电流、电弧电压和焊接工艺性进行了试验研究.结果表明,在文中试验条件下,可以采用低于17.5 V,持续时间大于0.5 ms的电压值表征自保护药芯焊丝弧桥并存过渡,并统计出弧桥并存过渡的频次;可以计算出描述自保护药芯焊丝弧桥并...     

高压水下湿法焊接系统设计与信号采集分析

设计了一种具有信号同步采集功能的高压水下湿法焊接系统。该系统由焊接系统、信号同步采集系统、伺服驱动系统和空气加压系统构成,可精准记录引弧到稳弧过程中的光、电、声信号以及焊接气泡状态信息。同时分别进行了0.3、20 m水深条件下的湿法焊接对比试验,综合分析水压条件对水下电弧的影响。结果表明,水压越大,电信号及焊接气泡稳定性越差,焊缝成型质量下降,但电弧粒子成分并未随水压的升高发生改变。     

焊接电参数对药芯焊丝熔滴过渡形态的影响

采用高速摄影、汉诺威分析仪等试验方法,以DW100药芯焊丝为例,分析讨论了电弧电压、焊接电流两个焊接电参数对药芯焊丝熔滴过渡形态的影响,总结归纳了药芯焊丝基本的熔滴过渡形态.     

基于X射线高速摄像水下焊接熔滴过渡分析

水下湿法焊接技术是一种重要的水下施工工艺,研究水下湿法熔滴过渡过程,有助于深入分析焊接过程本质,制定焊接工艺,进而提高焊接质量. 但由于焊接过程中存在气泡,难以借助传统研究手段研究水下焊接熔滴过渡过程. 为克服这一不利影响,利用X射线不易发生反射、折射的特点,搭建试验系统,同步采集水下湿法焊接过程熔滴过渡图像与电信号并进行分析. 结果表明,水下湿法药芯焊丝常见过渡形式有排斥过渡、固体短路过渡和表面张力过渡,其中排斥过渡和固体短路过渡对焊接过程稳定性影响较大,应加以抑制.     

旋转电弧水下药芯焊丝电弧焊的智能化焊接系统

论述了基于旋转电弧传感的湿法水下电弧焊V形坡口焊缝跟踪技术.搭建了基于旋转电弧传感器的水下焊缝自动跟踪试验系统的硬件平台,确定了浅水水下湿法药芯焊丝焊接(FCAW))的工艺参数.利用焊接电流区间积分差值法进行焊枪水平偏差和竖直偏差的判别,通过数字信号处理来提高信号的稳定性、可靠性和一致性;通过理论和试验数据的分析,得到了水平和竖直方向的偏差判别方法;设计了模糊控制器和复合PID控制器,通过不同条件下的试验证明了以上工作的有效性.     

自保护药芯焊丝焊接工艺参数的敏感性分析

自保护药芯焊丝是一种适合于野外作业的焊接材料,广泛应用于船舶、钻井平台、石油管道、集装箱等结构件焊接及修复. 采用自保护药芯焊丝在Q235钢板表面进行单层单道平板堆焊试验,运用二次回归通用旋转组合设计方法建立了电弧电压、送丝速度、焊接速度与熔宽、余高、熔高的二次回归数学模型,分析了工艺参数与熔敷几何尺寸的关系. 结果表明,该模型能够预测稳定工艺区间内工艺参数变化对熔敷层几何尺寸的影响规律;当电压较低时,送丝速度是影响熔宽和余高的主要因素,电压较高时,焊接速度是影响熔宽和余高的主要因素.     

药芯焊丝水下焊接视觉传感焊缝自动跟踪系统

根据水下焊接的特殊情况,研究设计了一套药芯焊丝水下焊接视觉传感焊缝自动跟踪系统。该系统硬件结构简单,成本低廉,软件功能丰富,人机界面友好,操作简单易学,为进一步进行水下药芯焊丝焊接焊缝自动跟踪的研究打下了基础。     

不锈钢药芯焊丝立焊性的分析与评价

利用汉诺威分析仪对4种不同配方的不锈钢药芯焊丝的立焊性能进行了电弧参数测试,分析焊接电流、电弧电压、短路时间的概率密度分布及它们的均方差与电弧稳定性和熔滴过渡的关系.结果表明,焊接电流、电弧电压及短路时间t1的均方差越小,有效短路过渡次数的比率越大,则焊丝熔滴短路过渡的均匀性和稳定性越好,飞溅也越小,立焊效果越好,对药...     

药芯焊丝的加热数学模型与加热动力学

建立了药芯焊丝伸出长度上的加热数学模型,对不同焊接工艺参数下药芯焊丝伸出长度上的温度进行了测量和理论计算。对于直径为φ１．２ｍｍ的细直径药芯焊丝,电阻热使药芯焊丝的伸出长度被加热,电弧热的主要作用是使焊丝熔化和熔滴过热,药芯粉的分流作用和电弧热对药芯焊丝的加热灵堂模型的影响很小,故药芯粉的分流作用、电弧热可以忽略不计。用差热、热重法分析了药芯焊丝伸出长度的加热动力学,在加热阶段,电阻热主要使氟化物     

Vision based seam tracking system for underwater flux cored arc welding

Abstract

Manual underwater welding is usually time consuming, expensive and hard to perform because of the rigorous underwater environment. Automatic underwater welding can be performed faster at less cost and with higher quality. An automatic seam tracking system for underwater flux cored arc welding has been developed. It consists of a vision sensing module, a seam recognition module, a fuzzy controller (FC) and an X–Y travel platform. The vision sensing module can capture clear seam images during welding, successfully resolving the problem of welding arc interference during underwater flux cored arc welding. The seam recognition module filters, enhances and thresholds the seam images and then recognises the seam deviation angle with a three layer back propagation neural network. The FC outputs the control parameters according to the seam deviation angle and then controls the X–Y platform to drive the torch to the centre of the seam. In this study, three different welds were considered: a straight line, a kinked straight line and an S curved line. These welds were tracked real timely during underwater flux cored arc welding. The results show that this seam tracking system can meet the requirements of the automatic underwater flux cored arc welding.     

自保护药芯焊丝飞溅的形成机理及其影响因素

详细研究了自保护药芯焊丝飞溅的形成机理及其影响因素.高速摄影观察表明,自保护药芯焊丝在焊接过程中的飞溅主要有以下三种形式,电弧力引起的大颗粒飞溅、气泡放出型飞溅和气体爆炸引起的飞溅.通过混料回归试验分析了药粉中氟化物、氧化物、碳酸盐、脱氧剂、合金元素对焊接飞溅的影响规律.结果表明,氟化物和碳酸盐对飞溅的影响较大,氧化物、脱氧剂和合金元素对飞溅的影响较小.     

药芯焊丝混合气体保护焊的熔敷特性研究

以Ar+CO2作为保护气体,研究了药芯焊丝混合气体保护焊的混合气体配比、焊接电流、电弧电压和气体流量对熔敷速度、熔敷系数和熔敷效率的影响。试验结果表明,Ar+CO2混合气体保护焊比CO2焊的熔敷效率高,Ar气比例达到60%以上,熔敷效率显著增加。焊接工艺参数选择合适时,可以获得较高的熔敷速度、熔敷系数和熔敷效率。