淺水濕法FCAW焊縫成形自動控制研究.pdf

1、水下焊接是海洋工業(yè)和水下結(jié)構(gòu)建造維修的關(guān)鍵技術(shù)之一，隨著對深海資源開發(fā)利用的需要愈發(fā)迫切，對水下焊接提出了更高要求。濕法焊接是目前應(yīng)用最廣泛的水下焊接技術(shù)，在控制成本、環(huán)境適應(yīng)性、設(shè)備操作靈活性等方面具備優(yōu)勢。然而目前水下濕法焊接多由潛水焊工手動完成，焊接效率低，焊縫質(zhì)量難以保證。自動化是工程建設(shè)制造領(lǐng)域的發(fā)展方向，濕法焊接與自動化技術(shù)的結(jié)合是提高水下焊接質(zhì)量和工作效率的重要方法，發(fā)展前景廣闊。
　　藥芯焊絲焊接（FCAW）是水下

2、濕法焊接自動化發(fā)展的重要方向，本文通過建立濕法 FCAW水下焊接試驗(yàn)平臺，實(shí)現(xiàn)了焊接電信號和圖像信息的實(shí)時(shí)采集存儲，以及濕法焊接過程參數(shù)的計(jì)算機(jī)自動控制。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了電信號軟件處理程序，對采集到的電壓電流信號進(jìn)行了軟件濾波處理及統(tǒng)計(jì)分析處理，提取了反映焊接過程質(zhì)量的信號特征參數(shù)，為焊接質(zhì)量監(jiān)控、焊接穩(wěn)定性分析提供了電信號信息依據(jù)。利用激光光源開發(fā)了水下濕法焊接主動視覺傳感系統(tǒng)，并開發(fā)了相應(yīng)的圖像處理算法，實(shí)現(xiàn)了對焊縫成形特征值的提

3、取。
　　焊縫成形效果是衡量焊接接頭質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，本文通過濕法 FCAW焊接試驗(yàn)，對淺水環(huán)境下濕法FCAW焊縫成形的影響因素進(jìn)行了研究。在此基礎(chǔ)上，分析了焊縫成形與焊接過程穩(wěn)定性的關(guān)系，建立了焊接工藝參數(shù)與焊縫熔寬、余高值關(guān)系的一次回歸、二次回歸和指數(shù)回歸模型，通過模型擬合程度的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)指數(shù)模型標(biāo)準(zhǔn)殘差值小，擬合程度高，適用于焊縫成形控制中。
　　為改善濕法FCAW焊縫成形效果，進(jìn)行了PID控制和模糊控制系統(tǒng)仿真，