磁控擺動埋弧焊焊縫跟蹤系統(tǒng)的研究.pdf

1、研究和發(fā)展自動化、智能化焊接過程控制系統(tǒng)是保證焊接質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件的重要手段，是未來焊接技術的發(fā)展方向，研制性能優(yōu)良、經(jīng)濟實用的焊縫跟蹤系統(tǒng)是一個急待解決的問題。本文通過對磁控電弧機理研究，把外加磁場對焊接電弧控制技術和擺動電弧傳感器技術有機結合起來，應用于埋弧焊智能焊縫跟蹤領域，研制了埋弧焊磁控電弧擺動掃描焊縫跟蹤系統(tǒng)。
　　 首先介紹了埋弧焊焊接的原理及特性，分析了常見的埋弧焊跟蹤系統(tǒng)的跟蹤原理及特點，著重比

2、較了現(xiàn)有的幾種埋弧焊電弧傳感器的構造及特點，并分析了電磁場對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，采用磁控電弧擺動替代機械擺動裝置。
　　 通過理論分析，磁控電路硬件設計，焊接試驗測量，充分論證了埋弧焊焊接電弧在磁場的作用下發(fā)生了有效的擺動，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，利用此信號采用離散積分差值比較法，可以得到非?？煽康钠钚盘?。證明了磁控擺動式電弧傳感器應用到

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

4、，獲得了比較真實反映焊縫偏差的特征信號波形，為焊縫自動跟蹤的實現(xiàn)打下了基礎。
　　 介紹了焊接參數(shù)對焊縫成型的影響的一般影響規(guī)律，結合本系統(tǒng)的特性，使用設計制作好的磁控擺動電弧埋弧焊焊縫自動跟蹤系統(tǒng)，并且通過大量試驗研究，分析并總結了焊接電流、焊接電壓、磁場強度以及磁場頻率等關鍵焊接參數(shù)對埋弧焊焊縫成型的影響規(guī)律，分析了磁控裝置產(chǎn)生的橫向交變磁場對焊縫的電磁攪拌作用對焊縫成型的影響。根據(jù)試驗分析得到了本系統(tǒng)的理想焊接規(guī)范參數(shù)，為