焊接成形中焊接參數(shù)的選取與焊縫尺寸的預(yù)測.pdf

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1、40·焊接設(shè)備與材料·焊接技術(shù)第37卷第6期2008年12月文章編號：1002—025X(2008)06—0040—04焊接成形中焊接參數(shù)的選取與焊縫尺寸的預(yù)測張光云，張華，徐健寧，胡珞華，李玉龍(南昌大學(xué)機器人與焊接自動化重點實驗室，江西南昌330031)摘要：通過TIG堆焊試驗，獲取了在一定焊接參數(shù)下成形焊縫的熔寬、余高尺寸數(shù)據(jù)。建立了雙BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型：模型1，由焊接參數(shù)預(yù)測焊縫尺寸；模型2，由焊縫尺寸預(yù)測焊接參數(shù)。可先通過模型2預(yù)測一定尺寸的焊縫所對應(yīng)的焊接參數(shù)，對預(yù)測的焊接參數(shù)作適當(dāng)調(diào)整后再輸入到模型1中，檢驗該焊接參數(shù)

2、條件下獲得的焊縫尺寸是否符合要求?？梢岳么穗p模型選取合適的焊接參數(shù)來對焊縫尺寸進行控制，取得了較好的試驗效果。關(guān)鍵詞：熔焊快速成形；焊縫尺寸；焊接參數(shù)；BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中圖分類號：To4．74文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B熔焊快速成形可以直接成形組織致密的金屬零部分散熱條件相同，從而減小工件熱變形。焊接時保件。其成形原理是：CAD造型一模型近似處理一切持電弧長約5mlTl不變。焊接底板材料：Q235鋼，規(guī)片處理一焊接堆積一三維產(chǎn)品_1]。成形金屬零件由幾格：400mmx70mm~3mm。焊接材料：HO8Mn2SiA，層焊縫堆積而成，每一層又有幾道焊

3、縫，這在前期0．8mm；鈰鎢極直徑2．4mm；保護氣體為純氬氣，氣的切片處理和軌跡規(guī)劃中已經(jīng)固定不變。即焊槍焊體流量15Idmin。焊縫長度為70mm。完一道，焊下一道時的偏移距離以及焊完一層時焊1．2焊接試驗槍的提升高度固定了。這就要求前期處理中獲得某在底板工件上堆焊單層單道焊縫。選取的焊接電一特定尺寸的一道焊縫所需的焊接參數(shù)。因此，有流為：110～130A，每次改變約10A；焊接速度為：必要建立焊接參數(shù)與焊縫幾何尺寸之間的關(guān)系模型。100～180mm／min，每次改變約20mm／min：送絲速度為：70～150cm／min，每

4、次改變10cm／min。再去除部1單道焊縫熔寬、余高參數(shù)的獲取分焊縫成形不好的參數(shù)組合，如130A，110mm／min，影響焊縫成形的因素有多種．但盡可能使其他影80cm／min的焊接工藝參數(shù)下焊縫余高太?。甠丁件底響因素保持不變，只研究焊接電流、焊接速度以及送板熔透；110A，150mm／min，150cm／min的焊接工絲速度這3個容易調(diào)節(jié)的焊接工藝參數(shù)變化時所得到藝參數(shù)下焊縫呈粒狀，斷裂不連續(xù)。先保持另外2的不同的焊縫熔寬和余高尺寸參數(shù)。個工藝參數(shù)不變，只改變焊接電流、焊接速度及送單層單道焊時，經(jīng)試驗研究發(fā)現(xiàn)，焊接電流太絲速

5、度這三者之一，得到不同焊接工藝參數(shù)組合下小、焊接速度和送絲速度太快，則焊絲難以熔化，焊的焊縫熔寬和余高的尺寸?？p難以連續(xù)成形：焊接電流太大、焊接速度及送絲速為減小測量誤差，用游標(biāo)卡尺在一道焊縫上每間度太小，則成形焊縫高度小，且易熔透底板，鎢極容隔7mm取一個測點，測出其熔寬和余高值。求這l0易燒損。考慮到焊縫成形效率、焊接質(zhì)量以及鎢極的個測點的平均值作為該道焊縫的熔寬和余高，共獲取了使用壽命等因素．應(yīng)選取適當(dāng)范圍的焊接電流、焊接87組不同焊接工藝參數(shù)組合下的焊縫熔寬和余高數(shù)值。速度和送絲速度組合值。1．1試驗條件2單層單道焊縫焊接

6、工藝參數(shù)與焊縫尺寸的BP神本試驗采用TIG焊焊接工藝，直流正接，工件底經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)板的下表面通冷卻水，以改善散熱條件，并使工件各由于焊接是一個復(fù)雜的熱過程，難以建立其焊縫尺寸與焊接工藝參數(shù)的精確數(shù)學(xué)模型。收稿日期：2007—09—14神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有很強的魯棒性和容錯性，具有自學(xué)WeldingTechnologyVo1．37No．6Dec．2008·焊接設(shè)備與材料·41習(xí)、自組織、自適應(yīng)能力，可處理復(fù)雜的非線性和不=葉。(3)確定對象。本文采用能對任意函數(shù)逼近的三層BP神樣本經(jīng)過歸一化處理后。取其中的2組作為網(wǎng)絡(luò)經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來建立焊接工藝參數(shù)

7、與焊縫尺寸的關(guān)系模型。驗證，輸入另外85組樣本，在Matlab6．5軟件中分別BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理在許多文獻(xiàn)及參考書籍中都有涉對隱層節(jié)點為9，10，11，12時的2個網(wǎng)絡(luò)進行訓(xùn)及r2]，故本文不再詳細(xì)敘述。本文將建立2個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)練，網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的結(jié)果如圖2、圖3和表1所示。模型。模型1：由焊接工藝參數(shù)預(yù)測焊縫尺寸，輸入節(jié)點為焊接電流、焊接速度和送絲速度，輸出節(jié)點為焊縫一熔寬樣本一余高樣本的熔寬和余高；模型2：由焊縫尺寸預(yù)測焊接工藝參一9熔寬一9余高數(shù)，輸入節(jié)點為焊縫的熔寬和余高，輸出節(jié)點為焊接電一10熔寬流、焊接速度和送絲速度。其結(jié)構(gòu)示意

8、圖如圖1所示。-．-．t--10余高11熔寬輸入(輸出)層隱藏層輸出(輸人)層一11余高—★一12熔寬一12余高焊接102O304050607080電流樣本數(shù)熔寬圈2模型1不同隱層節(jié)點數(shù)的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練結(jié)果焊接炬，袋窖耐日『鯔窖剮日『1O0000OOOO