对接tig焊熔池几何形状参数检测及熔透控制

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1、山东大学硕士学位论文对接TIG焊熔池几何形状参数检测及熔透控制摘要TIG焊作为一种重要的机械制造热加工工艺，在工业生产中应用十分广泛。为保证焊接质量和提高焊接生产率，必须实现焊接过程的自动化和智能化。国内外对此开展了大量研究，但绝大多数都是针对T[G堆焊的情况。本文研究对接TIG焊熔池几何形状参数的视觉检测与熔透控制问题。根据薄板对接TIG焊试件容易发生热变形的情况，对实验系统进行了改进，通过检测电弧电压来反映试件热变形造成的弧长变化。针对试件对接所造成的错边与对中问题，改进了图像处理算法，定义了熔池偏离

2、系数。利用普通CCD摄像机拍摄出了清晰、完整的对接TIG焊熔池图像，提取了熔池边缘。开展了静态试验和动态试验，检测出了不同工艺条件下的熔池几何形状参数。利用BP神经网络模型分析了正面熔池形状参数与背面熔宽的定量关系。在本文所用的实验条件下设定了熔透的判定标准(当背面熔宽在3～5mm内时，就认为试件熔透符合要求)。根据正面熔池宽度来预测背面熔宽。设计了以正面熔池宽度为被控制量、焊接电流为控制量的模糊控制器，开展了薄板对接TIG焊熔透控制试验，结果表明所研制的控制系统具有一定的控制效果。关键词：对接TIG焊，

3、熔池几何形状参数，视觉检测，神经网络，模糊控制山东大学硕士学位论文、VeldPoolGeometryMeasurementandPenetrationControlinTIGWeldingofButtJointsABSTRACTAsanimportantmanufacturingtechnology,tungsten-inert—gas(TIG)weldingiswidelyusedinindustry．Itisnecessarytorealizetheweldingprocessautomationan

4、dmakeitintelligentforassuringtheweldingqualityandimprovingweldingproductivity．Largeamountofresearchworkhasbeenconductedinthisfieldathomeandabroad，butthemajorityofwhichareconcemedwithbead·on-plateTIGwelding．Thispaperintroducesasystemformeasuringtheweldpool

5、geometrywithvisionsensorandcontrollingthepenetrationinTIGweldingofbuttjoints．ConsideringthefactthatsheetworkpieceseasilyoccurthermaldistortioninTIGweldingofbuttjoints，theexperimentalsystemismodified．Thearclengthvariationresultedfromthethermaldistortionofs

6、heetworkpiecesisrealizedthroughsensingthearcvoltage．Inallusiontothemisalignmentandseamtrackingproblemsinbuttjoint，theimageprocessalgorithmisimproved，acoefficientreflectingthedeviationofweldpoolisdefined．TheclearandwholeTIGweldpoolsurfaceimagesofbuttjointa

7、recapturedbyusingthecommonCCDcamera，andtheedgeofweldpoolatuppersurfaceisextracted．Thestaticanddynamicexperimentsarecarriedout，andtheweldpoolgeometricparametersindifferentweldingconditionsareobtained．Therelationbetweentheweldpoolgeometricalparametersandthe

8、backsideweldwidthisanalyzedbyusingBPneuralnetworktechnology．Acriterionforpenetrationextentissetunderthetestconditionsisinthisstudy(whenthebacksideweldwidthintherangeof3-5I／Lrn，thepenetrationisregardassatisfactory)．T