旋转电弧水下焊接工艺的研究

发布时间：2017-05-18 15:17

  本文关键词：旋转电弧水下焊接工艺的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 基于旋转电弧传感器的水下焊接过程非常复杂,影响其焊缝成形的工艺参数包括水深、焊接电流、焊接电压、焊接速度、保护气体流量以及电弧传感器的旋转频率等。成功预测焊接成形情况是获得高质量焊接结构的重要举措。本课题对旋转电弧传感器焊接过程中焊缝成形、水下焊接工艺参数优化设计以及水下焊接质量进行了研究。 针对旋转电弧传感器水下焊接的特殊情况,以水下焊接机器人为平台,同时采用旋转电弧作为传感器,建立了水下焊接机器人试验平台。该试验平台能模拟不同水深(主要是10～15米水深)并进行焊接试验。 通过对影响水下焊缝成形的6个工艺参数,采用正交试验法安排水下焊接试验。建立了BP神经网络预测模型,即建立工艺参数与焊缝尺寸之间的关系,主要是水深、焊接电流、焊接电压、焊接速度、旋转电弧旋转频率、气体流量与成形焊缝熔宽、熔深、余高之间的关系,利用VC开发出水下焊缝尺寸预测界面,该预测界面操作方便、预测精度高,具有很大的优势。 针对旋转电弧传感器水下焊接的工艺参数优化配置问题,利用BP和遗传算法结合的方法求解焊接最佳工艺参数,为求取最佳工艺参数提供了高效、准确的求取方法,适用于水下焊接工艺参数优化的研究。 结合水下焊缝成形的特点,分析了工艺因素对水下焊缝成形的影响情况,进行了两类药芯焊丝水下焊接试验,并对其焊接效果进行了对比分析,包括焊缝的外观分析、X射线分析以及对焊缝内部气孔率统计方法分析。 论文的完成可为旋转电弧传感器的水下焊接工艺参数的选取提供理论基础,为水下焊接质量的研究提供技术支持,可节省大量的时间和物质资源。
【关键词】：旋转电弧传感器 水下焊接 MATLAB 神经网络 遗传算法
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TG456.5
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-19
• 1.1 水下焊接技术综述7-14
• 1.1.1 水下焊接技术的研究现状7-8
• 1.1.2 水下焊接特点8-9
• 1.1.3 水下焊接方法9-13
• 1.1.4 水下焊接技术研究的趋势13-14
• 1.2 电弧传感器国内外发展状况14-16
• 1.3 焊接工艺参数优化国内外发展状况16-17
• 1.4 水下焊接无损检测技术(UWNDT)的发展17-18
• 1.5 课题的研究内容18-19
• 第2章 水下机器人系统构成19-24
• 2.1 水下焊接机器人试验系统19-20
• 2.2 本课题实验设施简介20-23
• 2.2.1 高速旋转扫描电弧传感器20-21
• 2.2.2 机器人本体21
• 2.2.3 焊接系统21
• 2.2.4 焊接材料21-22
• 2.2.5 深水机器人焊接模拟舱22
• 2.2.6 空气压缩机及干燥过滤装置22
• 2.2.7 水下焊接控制软件22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第3章 水下焊缝成形预测网络的建立24-42
• 3.1 水下焊缝成型的影响因素24-27
• 3.2 水下焊缝几何尺寸与焊接工艺参数的BP网络建模27-36
• 3.2.1 BP算法原理27-29
• 3.2.2 BP网络参数选取与确定29-31
• 3.2.3 BP神经网络训练样本的采集31-34
• 3.2.4 BP网络的MATLAB实现34-36
• 3.3 旋转电弧传感器水下焊接焊接工艺参数预测系统的设计36-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 基于BP神经网络与遗传算法结合的水下焊接工艺参数化42-52
• 4.1 遗传算法的简介43-46
• 4.1.1 遗传算法基本原理43-44
• 4.1.2 遗传算法的基本操作44
• 4.1.3 遗传算法步骤44-46
• 4.2 BP神经网络与遗传算法结合的实现46-51
• 4.2.1 神经网络的设计48
• 4.2.2 遗传算法的使用48-51
• 4.3 结论51-52
• 第5章 水下焊缝质量的研究与分析52-65
• 5.1 影响水下焊缝成形因素分析52-57
• 5.1.1 水深的影响52-53
• 5.1.2 焊接电流的影响53
• 5.1.3 焊接电压的影响53-54
• 5.1.4 焊接速度的影响54-55
• 5.1.5 旋转频率的影响55
• 5.1.6 气流量的影响55-56
• 5.1.7 水环境对焊接的影响56
• 5.1.8 湿的环境对焊接质量的影响56-57
• 5.2 两类药芯焊丝水下焊接质量对比分析57-62
• 5.3 水下焊接焊缝气孔成因分析62-63
• 5.4 水下焊缝成形系数的研究63-64
• 5.5 本章小结64-65
• 第6章 结论65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-70
• 攻读学位期间的研究成果70

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 王芳;贾传宝;杜永鹏;殷子强;郭宁;韩焱飞;韩桂海;;水下湿法手弧焊焊接过程稳定性的评价方法研究[J];山东科学;2012年05期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 王芳;贾传宝;杜永鹏;殷子强;郭宁;韩焱飞;韩桂海;;水下湿法手弧焊工艺特点及焊接过程稳定性评价机制研究现状[A];第十六次全国焊接学术会议论文摘要集[C];2011年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杜健辉;基于旋转电弧传感的水下焊缝成形及自动跟踪的研究[D];华南理工大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 涂克良;旋转电弧焊接电流检测与焊缝识别方法研究[D];南昌大学;2011年

2 陈海军;气幕式旋转电弧传感器结构设计及其焊接电弧特性研究[D];南昌大学;2011年

3 姚顺平;水下局部干法焊接机器人局部罩湍流气体的数值模拟及焊接工艺研究[D];南昌大学;2012年

4 蔡秀艳;基于遗传神经网络的受电弓碳滑板配方优化应用研究[D];哈尔滨商业大学;2012年

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本文编号：376411