鋁合金脈沖MIG焊參數(shù)對(duì)熔池視覺傳感效果的影響

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1、第!0卷第+期焊.接.學(xué).報(bào)>FGB!0.CFB+!""-年+月6;*C(*462:C(:A6D=4D2C*<=952C32C(626E62:C(HIJHKLHM!""-鋁合金脈沖!"#焊參數(shù)對(duì)熔池視覺傳感效果的影響)!)!石.轛，.樊.丁，.黃.岸，.陳劍虹（)/蘭州理工大學(xué)有色金屬合金省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州.0&""#"；!/蘭州理工大學(xué)甘肅省有色金屬新材料省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州.0&""#"）摘.要：利用建立的鋁合金脈沖123焊熔池445視覺傳感系統(tǒng)，通過焊接工藝試驗(yàn)研究了脈沖電流模式、熔滴過渡形式、焊絲伸出長(zhǎng)度、焊槍位置和焊接電壓等焊接參數(shù)對(duì)熔池視覺

2、傳感效果的影響規(guī)律。結(jié)果表明，熔滴過渡形式對(duì)視覺傳感效果影響最大，在合適的脈沖電流模式下，通過調(diào)整焊接工藝參數(shù)使熔滴過渡為小顆粒自由過渡，配合短弧焊接既可得到良好的焊縫質(zhì)量和成形，又可保證視覺傳感效果。關(guān)鍵詞：鋁合金熔化極惰性氣體保護(hù)焊；視覺傳感；熔池圖像；焊接工藝參數(shù)中圖分類號(hào)：637"+..文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：*..文章編號(hào)："!#&$&-"8（!""-）"+$"&#$"7石".序..言點(diǎn)，能直接反映焊接過程熔化金屬的動(dòng)態(tài)行為，因此［7］視覺傳感方法逐漸成為熱點(diǎn)研究課題。鋁合金隨著交通運(yùn)輸器材向輕量化方向發(fā)展，鋁合金也123焊接過程的視覺傳感存在許多困難，文獻(xiàn)［#］設(shè)越來越多

3、地應(yīng)用于高速列車和節(jié)能環(huán)保型汽車等的計(jì)了鋁合金脈沖123焊熔池445視覺傳感系統(tǒng)及圖［)］像處理算法，取得了較好的傳感效果。試驗(yàn)表明，在車體結(jié)構(gòu)中。鋁合金雖然具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕、回收利用性好等優(yōu)點(diǎn)，但是與鋼材相比其焊接性較鋁合金123焊接過程中，不僅光學(xué)系統(tǒng)和圖像處理算差，而對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)的鋁合金車體來說，關(guān)鍵的問題法對(duì)傳感效果發(fā)揮重要作用，同時(shí)焊接參數(shù)也對(duì)其有就是焊接質(zhì)量。目前123（熔化極惰性氣體保護(hù)）焊顯著的影響，因此研究其影響規(guī)律對(duì)視覺傳感系統(tǒng)在仍然是鋁合金車輛生產(chǎn)中主要應(yīng)用的焊接方法之鋁合金123焊接過程中的應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。［!］一，因此近年來國(guó)內(nèi)外研究

4、人員對(duì)其焊接質(zhì)量問題開展了廣泛的研究。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)).試驗(yàn)設(shè)備及方法用，對(duì)123焊設(shè)備做了很大的改進(jìn)和革新，近年來，影響鋁合金123焊接過程穩(wěn)定性的一些因素如送絲采用的試驗(yàn)設(shè)備包括自主開發(fā)的由445攝像系統(tǒng)質(zhì)量、焊機(jī)動(dòng)特性及焊接熔滴過渡控制、焊接保機(jī)和復(fù)合窄帶濾光系統(tǒng)組成的鋁合金123焊熔池［#］護(hù)氣體純度等已經(jīng)得到了很好的解決［&］。但是目前視覺傳感系統(tǒng)、德國(guó)49::(公司;:1*;60-$機(jī)器人焊接系統(tǒng)仍然采用示教再現(xiàn)編程，焊接過程采*<型弧焊機(jī)器人、德國(guó)5*9=8>2;:123$7""直用恒規(guī)范即焊接過程開環(huán)方式，在對(duì)鋁合金尤其是中流脈沖焊機(jī)、雙軸數(shù)控

5、焊接工作臺(tái)等組成。厚板進(jìn)行焊接時(shí)，由于鋁合金熱積累作用強(qiáng)而表面張?jiān)囼?yàn)采用平板堆焊的方式，利用脈沖123焊控力小，焊縫很容易出現(xiàn)下塌、焊穿等嚴(yán)重缺陷，為了解制熱輸入大小和焊縫成形，在脈沖電流基值時(shí)刻對(duì)決這一問題，實(shí)現(xiàn)鋁合金焊接過程的閉環(huán)控制顯得尤熔池圖像采樣，減小弧光的干擾，采像快門為為迫切，而對(duì)焊接過程能夠進(jìn)行有效的信息采集與傳)?)!#@，光圈為A-B#。感是解決這一問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。由于視覺傳感技術(shù)鋁合金脈沖123焊視覺傳感過程工藝研究的具有不與焊接回路接觸、能提供豐富的信息、靈敏度試驗(yàn)條件如表)所示。和測(cè)量精度高、抗強(qiáng)電場(chǎng)和強(qiáng)磁場(chǎng)的干擾能力強(qiáng)等優(yōu)!.各種焊接參數(shù)對(duì)視覺

6、傳感的影響收稿日期：!""#$"%$!&基金項(xiàng)目：甘肅省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（&’("#)$*!#$"!+）；甘$B%.脈沖電流模式對(duì)視覺傳感的影響肅省教育廳基金資助項(xiàng)目；蘭州理工大學(xué)基金資助項(xiàng)目試驗(yàn)中使用的數(shù)字電焊機(jī)有四種基本脈沖電流（(,)!""-")）/2焊>接>學(xué)>報(bào)第0B卷表!"試驗(yàn)條件#$%&’!"()*’+,-’./$&01.2,/,1.焊接速度氬氣流量焊絲直徑工件尺寸試驗(yàn)材料’(’(極性焊絲牌號(hào)!!（"#$·$%&）"（")·$%&）#"$$$$*$$*$$+,+-(’./0鋁板(+0,1/,直流反接+/+2(30/,,*(,,*2輸出模式，456$78模

7、式、9:8;’:%模式、9:8;’%%’<=6>>圖(所示的456$78電流模式的特點(diǎn)是脈沖周模式和9:8;’%%模式。這四種脈沖電流的波形如期固定為-,,$;，脈沖峰值時(shí)間可以在,10,$;之圖(1圖<所示。間調(diào)節(jié)，基值電流和峰值電流大小可調(diào)。在456$78模式下由于基值電流時(shí)間較長(zhǎng)，比較容易滿足熔池圖像采集快門時(shí)間的要求，但由于脈沖周期固定于-,,$;不可調(diào)，同時(shí)電流峰值時(shí)間調(diào)整范圍窄，必須提高基值電流才能獲得較大的規(guī)范。然而由于鋁合金表面反光強(qiáng)烈，大基值電流下很難獲得清晰的熔池圖像，因此在該模式下不易在較寬的規(guī)范內(nèi)實(shí)現(xiàn)既