基于激光视觉的镀锌钢板MIG焊接质量监测
发布时间：2021-03-25 10:50
众所周知,焊接工艺参数决定了焊缝几何形状,而后者可以反映前者。研究有效的方法来建立焊接工艺参数和焊缝几何形状之间的关系,对于提高焊接质量和降低焊接成本非常重要。焊接质量的检测多停留在焊后离线检查阶段。采用激光视觉传感技术并结合焊接经验知识进行监测的研究案例未见。本文分别利用贝叶斯网络（BN）和层次分析法（AHP）监测镀锌钢板熔化极惰性气体保护焊（MIG）焊缝几何形状。激光视觉传感器安装在焊枪后,在线采集焊接过程图像。采集的图像包括电弧和焊缝,将焊缝设置为感兴趣区域（ROI）。利用提取的焊缝几何形状和采用的工艺参数,构建了反向传播神经网络（BPNN）,用于预测与当前参数设置相对应的余高和熔宽。根据焊接经验,建立贝叶斯网络模型和层次分析法模型。当实际几何形状和预测几何形状之间的误差很大时,通过模型决策结果调整焊接参数。当焊接电流,焊接电压和焊接速度分别为82 A,25 V和32 cm/min时,余高误差很大。根据贝叶斯网络决策结果,将电流从82A增加到87A后,余高和熔宽均在误差范围内。当焊接电流,焊接电压和焊接速度分别为80A,22V和33 cm/min时,熔宽误差很大。根据贝叶斯网络决...
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２焊接平台示意图和原理图??
控制器由等效控制部分和命中控制部分组成。仿真和实验结果??均表明，基于自适应模糊控制器的自动焊接控制系统能够有效地实现焊接过程??的自动拽制。图］．３为自动焊接控制系统的结构。??ｌ．ｆｌｋ＇Ｍｔｒｒ?，■丨．．??ｍ?ａｉ??￣］?１?．＇７１?＿＿Ｌ＿＿?ｎ＞Ａ?Ｃ：？？Ｊ?ｉ?ｊ?．ＶＴＭ?篇ｎｌ??？?卜?ｍｒｎｓｒａｒ?ｎｎｒｍｃｒｍｒ??，??ｎ?ｊｆ?ｉ?ｆＭＶｉ?Ｃ?ＯＭＰＩ?ＴＦＲ??＾?Ｌ??ＷＯＲＫ??ｍｒｒ?一?ｐｏｗｅｒ??图１．３自动焊接控制系统的结构??７??
?第２章实验材料与系统???第２章实验材料与系统??２．１实验材料??本文采用Ｑ２３５镀锌钢板进行搭接焊，如图２．１所示。选用镀锌钢板的尺寸为??２５０?ｍｍ＞＜５０?ｍｍｘｌ?ｍｍ，化学成分如表２．１所不。选用的焊丝直径为００．８?ｍｍ的普??通碳钢焊丝，焊丝化学成分如表２．２所示。焊接时的高温导致熔化金属容易被氧??化，而氩气是化学性质不活泼的稀有气体，用它做保护气可以防止氧化，本文选??用分数为９９．９％的高纯氩气作为保护气体。本文采用型号为华远ＮＢ－３５０ＩＧＢＴ型逆??变式焊机进行ＭＩＧ焊，如图２．２所示。其特点是动特性好、可靠性高、电弧十分稳??定、焊缝成型美观和高效节能，焊机参数如表２．３所示。??图２．１镀锌钢板搭接焊??表２．１镀锌钢板化学成分表??Ｃ?Ｍｎ?Ｓｉ?Ｐ?Ｓ?Ｆｅ??Ｓ０．０４?Ｓ０．２６?＜０．１０?Ｓ０．１６?＜０．１４?Ｂａｌ??表２．２焊丝化学成分表??Ｃ?Ｍｎ?Ｓｉ?Ｐ?Ｓ?Ｃｕ?Ｃｒ?Ｎｉ?Ｍｏ?Ｖ??０．０６－０．１５?１．４０－１．８５?０．０８￣１．１５?０．０２５?０．０２５?０．０５?０．１５?０．１５?０．１５?０．０３??：满Ｓ５Ｈ＿：??图２．２?ＭＩＧ焊机??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于热电偶动态补偿的热压焊温度控制方法[J]. 曾家铨,曹彪,杨凯. 焊接学报. 2018(08)
[2]汽车镀锌钢板焊接缺陷分析及对策[J]. 孟祥海,李孟星,吴丽学,李运刚. 铸造技术. 2018(03)
[3]镀锌高强钢激光焊接气孔形成机理[J]. 黄磊,陈希章,陈兴,马宏波,林涛. 红外与激光工程. 2017(S1)
[4]基于主动视觉的焊缝成形尺寸测量和缺陷识别研究[J]. 褚慧慧,王宗义. 热加工工艺. 2017(21)
[5]间隙对镀锌钢高强钢激光叠焊接头质量的影响[J]. 李翠,叶兵,赵东,孟云飞,喻亮,闵腾,周昆. 应用激光. 2017(02)
[6]基于RBF神经网络PID的焊接电源电流智能控制[J]. 刘占伟. 焊接. 2016(10)
[7]镁合金双弧焊熔池图像数学形态学处理[J]. 张玉刚,马国红,平奇文,彭小飞,叶佳. 焊接技术. 2016(02)
[8]CCD图像传感器和CMOS图像传感器的比较研究[J]. 孙波,王晓艳. 信息通信. 2015(12)
[9]AZ31B镁合金焊接电弧图像处理[J]. 聂军,马国红,王聪,陈文杰. 热加工工艺. 2015(07)
[10]镀锌钢板搭接光纤激光焊接中搭接间隙的研究[J]. 张帆,李芳,王诗恩,王大明,褚卫东,华学明. 中国激光. 2014(10)
硕士论文
[1]镀锌钢板激光螺旋点焊工艺与性能研究[D]. 任逸群.哈尔滨工业大学 2019
[2]焊缝表面成形激光视觉在线测量及质量评估[D]. 丁晓东.广东工业大学 2018
[3]镀锌钢板点焊工艺及焊接缺陷研究[D]. 姬大鹏.湖南大学 2012
[4]CR590T/340Y DP镀锌钢板点焊接头组织和性能的研究[D]. 姚付彬.吉林大学 2011
[5]基于DSP控制的铝合金脉冲焊接电源及电弧形态研究[D]. 陆志强.上海交通大学 2009
本文编号：3099559
【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２焊接平台示意图和原理图??
控制器由等效控制部分和命中控制部分组成。仿真和实验结果??均表明，基于自适应模糊控制器的自动焊接控制系统能够有效地实现焊接过程??的自动拽制。图］．３为自动焊接控制系统的结构。??ｌ．ｆｌｋ＇Ｍｔｒｒ?，■丨．．??ｍ?ａｉ??￣］?１?．＇７１?＿＿Ｌ＿＿?ｎ＞Ａ?Ｃ：？？Ｊ?ｉ?ｊ?．ＶＴＭ?篇ｎｌ??？?卜?ｍｒｎｓｒａｒ?ｎｎｒｍｃｒｍｒ??，??ｎ?ｊｆ?ｉ?ｆＭＶｉ?Ｃ?ＯＭＰＩ?ＴＦＲ??＾?Ｌ??ＷＯＲＫ??ｍｒｒ?一?ｐｏｗｅｒ??图１．３自动焊接控制系统的结构??７??
?第２章实验材料与系统???第２章实验材料与系统??２．１实验材料??本文采用Ｑ２３５镀锌钢板进行搭接焊，如图２．１所示。选用镀锌钢板的尺寸为??２５０?ｍｍ＞＜５０?ｍｍｘｌ?ｍｍ，化学成分如表２．１所不。选用的焊丝直径为００．８?ｍｍ的普??通碳钢焊丝，焊丝化学成分如表２．２所示。焊接时的高温导致熔化金属容易被氧??化，而氩气是化学性质不活泼的稀有气体，用它做保护气可以防止氧化，本文选??用分数为９９．９％的高纯氩气作为保护气体。本文采用型号为华远ＮＢ－３５０ＩＧＢＴ型逆??变式焊机进行ＭＩＧ焊，如图２．２所示。其特点是动特性好、可靠性高、电弧十分稳??定、焊缝成型美观和高效节能，焊机参数如表２．３所示。??图２．１镀锌钢板搭接焊??表２．１镀锌钢板化学成分表??Ｃ?Ｍｎ?Ｓｉ?Ｐ?Ｓ?Ｆｅ??Ｓ０．０４?Ｓ０．２６?＜０．１０?Ｓ０．１６?＜０．１４?Ｂａｌ??表２．２焊丝化学成分表??Ｃ?Ｍｎ?Ｓｉ?Ｐ?Ｓ?Ｃｕ?Ｃｒ?Ｎｉ?Ｍｏ?Ｖ??０．０６－０．１５?１．４０－１．８５?０．０８￣１．１５?０．０２５?０．０２５?０．０５?０．１５?０．１５?０．１５?０．０３??：满Ｓ５Ｈ＿：??图２．２?ＭＩＧ焊机??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于热电偶动态补偿的热压焊温度控制方法[J]. 曾家铨,曹彪,杨凯. 焊接学报. 2018(08)
[2]汽车镀锌钢板焊接缺陷分析及对策[J]. 孟祥海,李孟星,吴丽学,李运刚. 铸造技术. 2018(03)
[3]镀锌高强钢激光焊接气孔形成机理[J]. 黄磊,陈希章,陈兴,马宏波,林涛. 红外与激光工程. 2017(S1)
[4]基于主动视觉的焊缝成形尺寸测量和缺陷识别研究[J]. 褚慧慧,王宗义. 热加工工艺. 2017(21)
[5]间隙对镀锌钢高强钢激光叠焊接头质量的影响[J]. 李翠,叶兵,赵东,孟云飞,喻亮,闵腾,周昆. 应用激光. 2017(02)
[6]基于RBF神经网络PID的焊接电源电流智能控制[J]. 刘占伟. 焊接. 2016(10)
[7]镁合金双弧焊熔池图像数学形态学处理[J]. 张玉刚,马国红,平奇文,彭小飞,叶佳. 焊接技术. 2016(02)
[8]CCD图像传感器和CMOS图像传感器的比较研究[J]. 孙波,王晓艳. 信息通信. 2015(12)
[9]AZ31B镁合金焊接电弧图像处理[J]. 聂军,马国红,王聪,陈文杰. 热加工工艺. 2015(07)
[10]镀锌钢板搭接光纤激光焊接中搭接间隙的研究[J]. 张帆,李芳,王诗恩,王大明,褚卫东,华学明. 中国激光. 2014(10)
硕士论文
[1]镀锌钢板激光螺旋点焊工艺与性能研究[D]. 任逸群.哈尔滨工业大学 2019
[2]焊缝表面成形激光视觉在线测量及质量评估[D]. 丁晓东.广东工业大学 2018
[3]镀锌钢板点焊工艺及焊接缺陷研究[D]. 姬大鹏.湖南大学 2012
[4]CR590T/340Y DP镀锌钢板点焊接头组织和性能的研究[D]. 姚付彬.吉林大学 2011
[5]基于DSP控制的铝合金脉冲焊接电源及电弧形态研究[D]. 陆志强.上海交通大学 2009
本文编号：3099559
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