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1、基于結(jié)構(gòu)激光反射的脈沖TIG焊熔池三維表面演化觀測(cè)黃健康1何笑英1扶劍鋒2石玗1樊丁1（1.蘭州理工大學(xué)省部共建有色金屬先進(jìn)加工與再利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅蘭州730050；2.長(zhǎng)沙眾泰汽車工業(yè)有限公司，湖南長(zhǎng)沙410100）摘要：針對(duì)移動(dòng)的脈沖TIG焊動(dòng)態(tài)熔池表面復(fù)雜行為，提出基于結(jié)構(gòu)激光反射視覺傳感的方法對(duì)脈沖TIG焊動(dòng)態(tài)熔池表面演化過(guò)程進(jìn)行觀測(cè)研究.通過(guò)所搭建的視覺系統(tǒng)來(lái)采集網(wǎng)格激光在熔池表面反射的圖像信息，在此基礎(chǔ)上，對(duì)在不同的基值電流、峰值電流、占空比條件下的脈沖TIG焊的圖像特征進(jìn)行分析.研究發(fā)現(xiàn)：在峰
2、值電流階段熔池的三維表面是向下凹的；在基值電流階段時(shí)，TIG焊熔池三維表面是向上凸的，并可明顯地觀測(cè)到，激光網(wǎng)格的形態(tài)隨時(shí)間也在變化，這表明在基值電流階段，熔池三維表面仍在波動(dòng).關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)激光脈沖TIG焊熔池三維表面觀測(cè)中圖分類號(hào)：TG401文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：AObserveontheweldpoolsurfaceevolutionofpulsedTIGweldingbasedonstructurelasersreflectionHUANGJian-kang1,HEXiao-ying1,FUJian-feng2,SHI
3、Yu1,FanDing1(1.StateKeyLaboratoryofAdvancedProcessingandRecyclingofNon-ferrousMetals,LanzhouUniv.ofTech.,Lanzhou730050,China;2.ChangshaZotyeAutoIndustryCO.,Ltd,Changsha410100,China)Abstract:AccordingtothecomplicatedbehaviorsofmotiveTIGweldingweldpoolthree-dime
4、nsionalsurface,thevisionsensormethodofstructurelasersreflectionfortheevolutionprocessofpulsedTIGweldingdynamicweldpoolsurfacewasputforward.Usingtheimplementationofvisionsystemtorecordthevideoimageofgridlaserswhichwerereflectedbyweldpoolsurface.Basedonthat,thep
5、ulsedTIGweldingimagescharacteristicswereanalysedatthedifferentbasecurrent,peakcurrent,dutycycle.Theresultsshowthattheweldpoolthree-dimensionalsurfaceisconcavedownwardatthepeakcurrentstage.Andatthebasecurrentstage,TIGweldingweldpoolthree-dimensionalsurfaceiscon
6、vexupward,andobservingobviouslytheshapeoflasersgridwerechangingwithtimeaswell.Thisrevealedthatweldpoolthree-dimensionalsurfaceoccurredfluctuating.Keywords:structurelasers；pulsedtungsteninertgasarcwelding；weldpoolthree-dimensionalsurface；observation收稿日期：基金項(xiàng)目：國(guó)家
7、自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51205179)，蘭州理工大學(xué)紅柳青年項(xiàng)目(Q201202)作者簡(jiǎn)介：黃健康(1981-)，男，湖南邵東人，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，主要從事焊接過(guò)程檢測(cè)與控制、焊接物理等相關(guān)方面的研究脈沖TIG(TIG-P)焊是一種高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)能的先進(jìn)焊接方法，因而常用于薄壁工件的焊接，特別適合于鋁、鎂等輕金屬的焊接[1].針對(duì)熔池表面信息的提取國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)此展開了研究，P.K.Palani等人[2]對(duì)脈沖參數(shù)對(duì)電弧的穩(wěn)定性、焊接質(zhì)量、焊縫形貌以及焊縫的幾何參數(shù)的影響進(jìn)行了研究，從而經(jīng)過(guò)大量的研
8、究得出合適的脈沖參數(shù).楊春利等人[3]利用諧振原理，對(duì)脈沖TIG焊熔池振蕩的頻率信號(hào)進(jìn)行了研究，為焊接過(guò)程控制奠定了一定的基礎(chǔ).陳善本等人[4]對(duì)TIG焊熔池振蕩物理原理進(jìn)行了分析研究，建立了TIG焊熔池的諧振模型，結(jié)合熔池振蕩對(duì)弧長(zhǎng)的反饋，為電弧聲的特征提供了方向.武傳松等人[5]對(duì)脈沖TIG焊熔池行為進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，對(duì)脈沖電流對(duì)熔池流場(chǎng)、熱場(chǎng)以及熔池
