变极性电弧焊接的电流换向过程影响因素试验研究

采用基于反向再燃弧电压产生电路的变极性焊接电源为试验平台,研究了电源设备及其控制参数、焊接回路电缆寄生电感和焊接工艺参数对变极性焊接电流换向过程的影响规律. 试验结果表明,提高反向再燃弧电压值能够提升变极性过程的电流变化速率,而较大的焊接回路电缆寄生电感会降低电流变化速率,同时降低变极性结束时的电流值,不利于变极性过程的电弧可靠再引燃和稳定燃烧. 初始焊接电流越小,则变极性过程结束时的电流值越小,增加共同导通时间可以提高变极性结束时的电流值,但同时降低变极性开始时的电流大小. 因此小电流变极性焊接时可采用较大的反向稳压值并适当增加共同导通时间,以增强变极性过程中的电弧稳定性.      

基于图像的电弧波动行为表征及保护气体流量影响规律

焊接电弧的波动行为影响焊接工艺过程的稳定性和焊缝成形质量。借助于高速摄像并采用图像处理技术,提出了一种基于电弧图像特征的电弧波动幅度半定量表征方法,研究了保护气体流量对电弧波动的影响规律。试验和分析结果表明,受保护气流影响,电弧的波动行为以横向(电弧宽度方向)波动为主,且随着焊接电流的增加,电弧的综合波动幅度明显下降,但横向波动的比重增大。随着保护气体流量的增大,电弧的波动幅度增加,小电流焊接时,电弧波动对气体流量的变化更为敏感。研究结果可为实际焊接中的保护气体流量选择提供参考和依据。     

焊接电弧图像的边缘检测及其批处理算法

借助高速摄像捕捉不同时刻的焊接电弧图像,通过图像处理识别其边缘并提取其特征参数,可以实现对电弧燃烧和焊接过程稳定性的量化评价. 在分析电弧图像灰度特征的基础上,基于传统图像处理和形态学图像处理,提出了电弧图像边缘辨识的2种简化算法,并从程序运行时间和边缘检测精度两方面,对比了传统图像处理的Sobel边缘检测算法与形态学边缘检测算法的优劣. 选取传统图像处理简化算法构建了图像批处理程序,通过在原始电弧图像中添加随机高斯噪声和对TIG-MIG复合电弧图像边缘的准确识别来检验程序的性能. 结果表明,所构建的图像批处理程序有良好抗干扰能力和适用性.     

焊接电弧行为特征和稳定性评价研究与进展

电弧是最常用的焊接热源,对焊接电流和电弧电压的动态变化规律、电弧形态及其动态行为和特征参数等进行研究和分析,可实现对焊接过程稳定性的评价和有效控制,有助于提高焊接制造的智能化水平、焊缝成形和焊接接头质量。归纳总结了国内外学者在分析处理焊接电流和电弧电压信号以对焊接工艺稳定性进行评价、基于视觉传感和图像处理的电弧燃烧和熔滴过渡行为表征和定量分析、焊接电弧数值模拟等方面的研究和发展,以期对焊接电弧及其动态行为特征的研究方法、现状有一个全面和充分的认识,促进研究工作的深入开展和在工程实际的广泛应用。