基于旋转电弧填丝TIG焊焊缝跟踪信号处理研究

设计了旋转电弧TIG焊接焊缝跟踪系统,将旋转电弧传感器应用于TIG焊接,利用旋转电弧扫描焊缝,通过采集、处理焊接电压的变化实现焊缝的跟踪。对实际焊接电压信号进行了分析,提出了数字滤波器和小波滤波器相结合的方法,建立了旋转电弧TIG焊接电弧高度与电压的模型。试验结果表明,设计的滤波算法实用性好,可靠性高,能有效地识别旋转电弧填丝TIG焊接高度的变化,为焊缝跟踪打下基础。     

基于旋转电弧的GTAW填丝焊熔滴过渡数值模拟

旋转电弧传感器的使用增加了焊接过程的变量。旋转电弧与其他因变量之间的耦合,使得GTAW填丝焊过程更为复杂。利用商业CFD软件Fluent对旋转电弧GTAW填丝焊熔滴过渡进行数值模拟,不仅可以了解熔滴过渡的物理本质,也可以为科学制定焊接工艺提供理论指导。简化焊接原型,得到熔滴过渡的二维计算模型,网格化模型并确定边界条件,然后对熔滴过渡过程进行数值模拟,得到旋转电弧GTAW填丝焊熔滴过渡的形态。为了验证模拟结果与实际情况是否相符,通过高速摄像得到了实验过程中熔滴过渡的形态。结果表明,两者吻合较好。     

焊接参数对GTAW旋转电弧性能影响的数值分析

以旋转GTAW电弧为研究对象,根据磁流体动力学理论,构建旋转GTAW电弧的数学模型。利用有限元分析软件FLUENT对三维旋转电弧的温度场、压力场和速度场进行分析计算,研究焊接参数对旋转电弧性能的影响。得到焊接电流和旋转频率对电弧形态和z轴轴线上电弧物理量影响的曲线图。为验证模拟结果是否符合实际情况,利用高速相机得到不同焊接参数下的电弧形态。在合理的参数范围内,焊接电流增大,电弧偏转变小;旋转频率增大,电弧整体偏转增大,尤其是电弧低温区。