基于高速摄像的水下药芯割丝电弧切割过程分析
发布时间：2021-01-25 03:13
水下药芯割丝电弧切割方法作为一种高效、安全、综合成本低的热切割方法,在海洋和船舶工程建设和维护等方面具有很好的应用前景。由于该方法切割过程中割丝会伸入工件内部,且割丝反应产生的气泡及浑浊物会影响水光的波动,使得该方法的切割过程难以观察,其水下切割机理并不够明确。因此本文的工作是采用高速摄像方法明确该方法的切割机理,并对其切割过程进行分析。为使高速摄像能够观测切割区域状况,加工了Q235窄条工件,以使切割区域的金属在切割过程中被排除;为克服水下切割时割丝产生的气泡波动影响观测,在窄工件两侧加上耐高温玻璃,构成一个三明治结构,因此光线可透过三明治结构进入相机。三明治结构两侧的玻璃高度高于工件,工件在切割过程中反应物的运动可被两侧玻璃拘束,避免气泡及浑浊物横向逸出影响观测。结合三明治结构和“电弧传感-高速摄像”同步采集系统对切割过程中的电流、电压和割口区图像进行采集和分析。结果表明:观测系统可获得切割区域清晰的图像;该切割方法的引弧方式为接触式引弧,熔滴过渡以细滴过渡为主。切割过程主要分为两个阶段:第一阶段时,割丝会伸入工件内部自上而下穿孔切割,因电弧力没有等离子力强,不能直接割穿工件,靠电...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水下切割发展概况
1.2.2 水下药芯割丝切割机理研究现状
1.3 本课题研究的目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第2章 水下切割试验系统构建
2.1 切割系统构建
2.2 “电弧传感-高速摄像”系统
2.3 本章小结
第3章 水下观测系统改进及切割机理分析
3.1 观测系统的改进
3.1.1 三明治结构的改进
3.1.2 水箱的改进及设计
3.2 水下切割机理分析
3.2.1 引弧过程分析
3.2.2 切割过程分析
3.2.3 熔滴过渡分析
3.2.4 切割飞溅分析
3.3 本章小结
第4章 切割参数对切割过程的影响
4.1 切割过程评判
4.2 切割速度对切割过程的影响
4.3 电流大小对切割过程的影响
4.4 电弧电压对切割过程的影响
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水下电弧切割作业的初次尝试[J]. 张晓英,李静平,刘胜合. 纯碱工业. 2018(05)
[2]水下大型结构物拆除回收技术简介及应用[J]. 崔宁,曹晨磊,高超,杨盛. 中国海洋平台. 2018(03)
[3]水下焊接机器人系统轻量化全密封送丝装置的研制[J]. 韩雷刚,范文艳,王国河,王振民. 华南理工大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]水下切割研究现状及发展趋势[J]. 王俭辛,朱青,黎文航,施佳慧,范太坤. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[5]磨料射流切割多层套管技术的适用性分析[J]. 耿立军,王玉山,王晓鹏,王攀. 中国石油和化工标准与质量. 2018(01)
[6]基于X射线高速摄像水下焊接熔滴过渡分析[J]. 杜永鹏,郭宁,冯吉才. 焊接学报. 2017(10)
[7]计算机模拟及仿真技术在水下焊接中的应用研究现状[J]. 张琳琳,李海新,杨振林,殷子强. 焊接. 2017(07)
[8]海上结构物拆除技术及方案研究[J]. 魏羲. 石油和化工设备. 2017(06)
[9]中国海洋工程科技2035发展战略研究[J]. "中国工程科技2035发展战略研究"海洋领域课题组. 中国工程科学. 2017(01)
[10]空气中的药芯割丝电弧切割机制[J]. 黎文航,李泽新,王俭辛,王加友. 上海交通大学学报. 2016(10)
博士论文
[1]高压干法GMAW电弧行为及熔滴过渡研究[D]. 李凯.哈尔滨工业大学 2014
[2]焊接电弧引燃过程的机理分析[D]. 石里男.北京工业大学 2011
硕士论文
[1]海上废弃石油平台拆除工艺技术研究[D]. 晋永琦.东北石油大学 2017
[2]水下药芯焊丝湿法焊接熔滴过渡行为研究[D]. 付云龙.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于粒子物理学的水下湿法旋转电弧模拟仿真[D]. 王健.华东交通大学 2015
[4]高压TIG焊接电弧特性研究[D]. 巩杉.哈尔滨工业大学 2013
[5]金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡及飞溅的试验研究[D]. 王皇.太原理工大学 2012
[6]水下熔化极电弧热切割方法及特性研究[D]. 龙秉政.江苏科技大学 2011
[7]高围压下前混合磨料射流的切割机理及实验研究[D]. 雷向阳.重庆大学 2003
本文编号：2998449
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 水下切割发展概况
1.2.2 水下药芯割丝切割机理研究现状
1.3 本课题研究的目的和内容
1.3.1 研究目的
1.3.2 研究内容
1.3.3 技术路线
第2章 水下切割试验系统构建
2.1 切割系统构建
2.2 “电弧传感-高速摄像”系统
2.3 本章小结
第3章 水下观测系统改进及切割机理分析
3.1 观测系统的改进
3.1.1 三明治结构的改进
3.1.2 水箱的改进及设计
3.2 水下切割机理分析
3.2.1 引弧过程分析
3.2.2 切割过程分析
3.2.3 熔滴过渡分析
3.2.4 切割飞溅分析
3.3 本章小结
第4章 切割参数对切割过程的影响
4.1 切割过程评判
4.2 切割速度对切割过程的影响
4.3 电流大小对切割过程的影响
4.4 电弧电压对切割过程的影响
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]水下电弧切割作业的初次尝试[J]. 张晓英,李静平,刘胜合. 纯碱工业. 2018(05)
[2]水下大型结构物拆除回收技术简介及应用[J]. 崔宁,曹晨磊,高超,杨盛. 中国海洋平台. 2018(03)
[3]水下焊接机器人系统轻量化全密封送丝装置的研制[J]. 韩雷刚,范文艳,王国河,王振民. 华南理工大学学报(自然科学版). 2018(05)
[4]水下切割研究现状及发展趋势[J]. 王俭辛,朱青,黎文航,施佳慧,范太坤. 江苏科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[5]磨料射流切割多层套管技术的适用性分析[J]. 耿立军,王玉山,王晓鹏,王攀. 中国石油和化工标准与质量. 2018(01)
[6]基于X射线高速摄像水下焊接熔滴过渡分析[J]. 杜永鹏,郭宁,冯吉才. 焊接学报. 2017(10)
[7]计算机模拟及仿真技术在水下焊接中的应用研究现状[J]. 张琳琳,李海新,杨振林,殷子强. 焊接. 2017(07)
[8]海上结构物拆除技术及方案研究[J]. 魏羲. 石油和化工设备. 2017(06)
[9]中国海洋工程科技2035发展战略研究[J]. "中国工程科技2035发展战略研究"海洋领域课题组. 中国工程科学. 2017(01)
[10]空气中的药芯割丝电弧切割机制[J]. 黎文航,李泽新,王俭辛,王加友. 上海交通大学学报. 2016(10)
博士论文
[1]高压干法GMAW电弧行为及熔滴过渡研究[D]. 李凯.哈尔滨工业大学 2014
[2]焊接电弧引燃过程的机理分析[D]. 石里男.北京工业大学 2011
硕士论文
[1]海上废弃石油平台拆除工艺技术研究[D]. 晋永琦.东北石油大学 2017
[2]水下药芯焊丝湿法焊接熔滴过渡行为研究[D]. 付云龙.哈尔滨工业大学 2017
[3]基于粒子物理学的水下湿法旋转电弧模拟仿真[D]. 王健.华东交通大学 2015
[4]高压TIG焊接电弧特性研究[D]. 巩杉.哈尔滨工业大学 2013
[5]金属粉芯型药芯焊丝熔滴过渡及飞溅的试验研究[D]. 王皇.太原理工大学 2012
[6]水下熔化极电弧热切割方法及特性研究[D]. 龙秉政.江苏科技大学 2011
[7]高围压下前混合磨料射流的切割机理及实验研究[D]. 雷向阳.重庆大学 2003
本文编号：2998449
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