一种窄间隙磁控摆动电弧焊缝表面形态自适应控制方法技术

本发明专利技术公开一种窄间隙磁控摆动电弧多层多道焊焊缝表面形态的自适应控制方法，它主要是以电弧电信号的变化来自动识别窄间隙焊缝表面特征；系统根据焊缝表面形态的变化，控制电弧摆动速度来形成平整的焊缝。其技术方案要点是：在焊接过程中，摆动电弧传感器控制电弧摆动在坡口处扫描，电弧垂直于焊接方向，由传感器采集信号，通过动态监测电弧的弧压，然后通过比较弧长的大小，判断焊缝表面的变化，确定该处焊缝的表面状态，调整电弧摆动速度的快慢，实现焊缝表面平整度的自适应控制。本发明专利技术检测算法简单，响应速度快，检测精度高，提高窄间隙摆动电弧焊的焊接稳定性，避免焊接缺陷。

An Adaptive Control Method for Surface Shape of Narrow Gap Magnetically Controlled Swing Arc Weld

The invention discloses an adaptive control method for the surface morphology of narrow gap magnetically controlled swing arc multi-layer multi-pass welding seam, which automatically identifies the surface characteristics of narrow gap welding seam by changing the electric arc signal, and the system controls the swing speed of the arc to form a smooth welding seam according to the change of the surface morphology of the welding seam. The key points of the technical scheme are as follows: in the welding process, the swing arc sensor controls the arc swing to scan at the groove, and the arc is perpendicular to the welding direction. The signal is collected by the sensor, and the arc voltage is monitored dynamically. Then, by comparing the arc length, the change of the weld surface is judged, the surface state of the weld is determined, the swing speed of the arc is adjusted, and the welding is realized. Adaptive control of seam surface smoothness. The detection algorithm of the invention is simple, the response speed is fast, the detection accuracy is high, the welding stability of the narrow gap swing arc welding is improved, and the welding defects are avoided.

【技术实现步骤摘要】
一种窄间隙磁控摆动电弧焊缝表面形态自适应控制方法
本专利技术属于焊接
，具体的说是一种窄间隙焊缝焊缝表面表面形态的摆动电弧焊的自适应检测控制方法。
技术介绍
随着现代工业的大型化和高参数化，厚板和超厚板焊接金属结构的应用越来越广泛，因此，窄间隙焊缝的应用也越来越广泛。在常规窄间隙焊接过程中，常出现如侧壁不融合，焊缝成型不良等缺陷。这些缺陷在一些特殊行业(如在航空航天领域的厚板焊接)会产生巨大的危害。为了解决侧壁不融合问题，多类传感器和技术方案得以应用。如专利号“201610216940.3”的“一种窄间隙焊接熔宽的自适应检测控制系统及方法”是利用通过比较计算左右两边的脉冲数目，确定对中位置偏差，通过比较脉冲总数的大小，判断熔宽的宽窄变化，调整焊炬摆动振幅的大小，实现熔宽的自适应控制和焊枪自动对中。北京工业大学的华爱兵等人通过研究横向旋转磁场来解决在窄间隙焊接过程中侧壁熔合不良的问题。上述研究均只解决了窄间隙焊接过程中所出现的侧壁未熔合，并没有解决焊缝成型不良问题。由于坡口的状态和每道焊缝的交接处势必会出现凹凸不平。而在窄间隙坡口加工过程中，也不能做到坡口的绝对平整，而焊缝表面凹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种窄间隙摆动电电弧多层多道焊焊缝表面形态的自适应方法，其特征在于：根据动态监测电弧弧长，与正常焊缝（即焊缝表面平整）弧长作对比，根据算法求得凹凸偏差值，以此确定焊缝表面状态，通过调节电弧摆动速度，从而改善焊缝状态，其特征包括以下步骤：①通过电流传感器检测脉冲电弧的电流信号 I，并在对该信号进行硬件滤波和脉冲整形等预处理后，输入计算机中；②计算机根据脉冲电弧突变尖峰信号，提取脉冲电弧电流特征值信号，求差得到焊缝凹凸偏差传感信号值ΔFS=Fl‑Fr ；③根据对凹凸偏差传感信号值ΔFS 的正负判断实际凹凸情况，当ΔFS ＞ 0时焊缝凹陷，当ΔFS＜ 0 时焊缝凸起，当ΔFS=0 时焊缝平整；根...

【技术特征摘要】
1.一种窄间隙摆动电电弧多层多道焊焊缝表面形态的自适应方法，其特征在于：根据动态监测电弧弧长，与正常焊缝（即焊缝表面平整）弧长作对比，根据算法求得凹凸偏差值，以此确定焊缝表面状态，通过调节电弧摆动速度，从而改善焊缝状态，其特征包括以下步骤：①通过电流传感器检测脉冲电弧的电流信号I，并在对该信号进行硬件滤波和脉冲整形等预处理后，输入计算机中；②计算机根据脉冲电弧突变尖峰信号，提取脉冲电弧电流特征值信号，求差得到焊缝凹凸偏差传感信号值ΔFS=Fl-Fr；③根据对凹凸偏差传感信号值ΔFS的正负判断实际凹凸情况，当ΔFS＞0时焊缝凹陷，当ΔFS＜0时焊缝凸起，当ΔFS=0时焊缝平整；根据预先建立的凹凸偏差传感信号值ΔFS的大小与实际凹凸偏差ΔX之间的近似线性关系，经输出转换后求得实际凹凸偏差ΔX的大小。2.通过计算机对弧压的动态对比，...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪波，刘锦，向垂悦，郭韬，罗华，张智勇，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43