磁控?cái)[動(dòng)埋弧焊焊縫跟蹤系統(tǒng)的研究.pdf

1、研究和發(fā)展自動(dòng)化、智能化焊接過(guò)程控制系統(tǒng)是保證焊接質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件的重要手段，是未來(lái)焊接技術(shù)的發(fā)展方向，研制性能優(yōu)良、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的焊縫跟蹤系統(tǒng)是一個(gè)急待解決的問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)磁控電弧機(jī)理研究，把外加磁場(chǎng)對(duì)焊接電弧控制技術(shù)和擺動(dòng)電弧傳感器技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來(lái)，應(yīng)用于埋弧焊智能焊縫跟蹤領(lǐng)域，研制了埋弧焊磁控電弧擺動(dòng)掃描焊縫跟蹤系統(tǒng)。
　　 首先介紹了埋弧焊焊接的原理及特性，分析了常見(jiàn)的埋弧焊跟蹤系統(tǒng)的跟蹤原理及特點(diǎn)，著重比

2、較了現(xiàn)有的幾種埋弧焊電弧傳感器的構(gòu)造及特點(diǎn)，并分析了電磁場(chǎng)對(duì)焊接電弧以及焊縫成型的影響，提出在埋弧焊跟蹤系統(tǒng)中，采用磁控電弧擺動(dòng)替代機(jī)械擺動(dòng)裝置。
　　 通過(guò)理論分析，磁控電路硬件設(shè)計(jì)，焊接試驗(yàn)測(cè)量，充分論證了埋弧焊焊接電弧在磁場(chǎng)的作用下發(fā)生了有效的擺動(dòng)，電弧發(fā)生了規(guī)律的變化，在斜板焊接中，采樣得到了與理論研究相符合的焊接電流波形信號(hào)，利用此信號(hào)采用離散積分差值比較法，可以得到非?？煽康钠钚盘?hào)。證明了磁控?cái)[動(dòng)式電弧傳感器應(yīng)用到

3、埋弧焊自動(dòng)跟蹤領(lǐng)域是切實(shí)可行的。
　　 接著介紹了本研究系統(tǒng)硬件部分的構(gòu)成及工作原理，分析了系統(tǒng)中電弧的擺動(dòng)及其位置的確定以及十字滑架的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)等難點(diǎn)的實(shí)現(xiàn)原理及方法，總結(jié)了本系統(tǒng)焊縫跟蹤的工作過(guò)程。
　　 重點(diǎn)介紹了電弧信號(hào)處理子系統(tǒng)的原理及硬件電路構(gòu)成，詳細(xì)分析了霍爾電流傳感器的功能及特點(diǎn)，并且使用霍爾電流傳感器獲取焊接電流信號(hào)，再采用有源二階Butterworth低通濾波器以及信號(hào)線屏蔽、光耦隔離等措施去除干擾

4、，獲得了比較真實(shí)反映焊縫偏差的特征信號(hào)波形，為焊縫自動(dòng)跟蹤的實(shí)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。
　　 介紹了焊接參數(shù)對(duì)焊縫成型的影響的一般影響規(guī)律，結(jié)合本系統(tǒng)的特性，使用設(shè)計(jì)制作好的磁控?cái)[動(dòng)電弧埋弧焊焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，并且通過(guò)大量試驗(yàn)研究，分析并總結(jié)了焊接電流、焊接電壓、磁場(chǎng)強(qiáng)度以及磁場(chǎng)頻率等關(guān)鍵焊接參數(shù)對(duì)埋弧焊焊縫成型的影響規(guī)律，分析了磁控裝置產(chǎn)生的橫向交變磁場(chǎng)對(duì)焊縫的電磁攪拌作用對(duì)焊縫成型的影響。根據(jù)試驗(yàn)分析得到了本系統(tǒng)的理想焊接規(guī)范參數(shù)，為