没有合适的资源?快使用搜索试试~ 我知道了~
首页磁控摆动电弧焊缝跟踪优化:Kriging模型与传感信号研究
磁控摆动电弧焊缝跟踪优化:Kriging模型与传感信号研究
1.该资源内容由用户上传,如若侵权请联系客服进行举报
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
2.虚拟产品一经售出概不退款(资源遇到问题,请及时私信上传者)
版权申诉
0 下载量 5 浏览量
更新于2024-07-02
收藏 1.94MB PDF 举报
"物联网-智慧交通-磁控摆动电弧焊缝跟踪传感器的优化.pdf" 在当前物联网与智慧交通的背景下,技术的进步推动了焊接工艺的数字化、自动化和智能化发展,以满足高质量、高效率的焊接需求。磁控摆动电弧焊缝自动跟踪系统作为其中的一个关键环节,其传感器的优化对于提升焊接质量和效率至关重要。 本文重点研究了磁控摆动电弧焊缝跟踪传感器的优化设计,旨在改进传感器性能,提高跟踪系统的稳定性和精度。首先,针对磁控摆动电弧传感器的激磁模块存在的问题,如激磁波形失真和调节难度大,文章提出对激磁模块进行优化,重新设计功放电路,以减少信号失真并增强抗干扰能力。 其次,为解决跟踪信号的不稳定性及干扰问题,采用了拉丁超立方取样(LHS)试验设计方法来收集焊缝跟踪传感信号的数据,深入研究传感器主要参数对信号的影响规律,为后续参数优化提供科学依据。 接着,鉴于跟踪传感信号受到多种因素的复杂交互影响,论文运用Kriging近似代理技术建立磁控摆动电弧传感器的参数(励磁频率、励磁电流、磁极间隙、线圈匝数)预测模型,该模型有助于降低信号失真,提升焊缝跟踪性能。 最后,通过实验平台对优化后的磁控摆动电弧焊缝跟踪系统进行测试,结果显示跟踪传感信号的波形更清晰,干扰显著减少,从而证实了优化设计的有效性,提高了系统的准确性和稳定性。 总结来说,这篇论文在物联网智慧交通的范畴内,对磁控摆动电弧焊缝跟踪技术进行了深入研究,通过传感器参数的优化,实现了焊接过程的精准控制,有助于提升整个焊接作业的效率和质量,为智能制造和智慧交通领域的焊接自动化提供了有力的技术支持。关键词包括Kriging、磁控摆动电弧、传感信号、参数优化和焊缝跟踪。
资源详情
资源推荐
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85836734/bgb.jpg)
湘潭大学硕士学位论文
4
(1)横向磁场,也就是所附加的磁力方向位于和焊接电弧里中心轴相互垂
直的平面,具体详见图 1。图 1(a)所示在所加的磁场大小不变的情况下,电弧受
到不变磁场安培力作用,产生偏转.若施加的横向磁场是交流变换磁场,则电弧
在安培力的影响下进行来回摆动,其摆动频率相当于磁场变化频率,而电弧摆动
使得熔池的熔宽增加、熔深减小,同时摆动电弧产生的电弧推力作用在熔池里,
推动熔池内焊缝金属的流动,可以排除气孔、改善焊缝金属的结晶过程,能够提
高接头质量(如图 1(b)所示)。
(2)纵向磁场,指附加磁场方向经过焊炬中心轴并且同焊炬中心线相平行(图
2)。由于焊接电弧是由气体电离产生的,电弧中带有大量的正离子和电子,若正
离子、电子的运动方向与外加磁场的方向不重合,那么这些具有电荷的粒子将会
受磁场力的作用,且作用力指向同粒子移动方向相互垂直,这些粒子产生旋转现
象,同时焊接电弧也会围绕自身轴心进行环绕运动。旋转运动使电弧更加具有挺
直性和稳定性.而且因为旋转带来的磁压增高,使得电弧中心温度大幅上升,熔
深增加,促进熔池内部合金元素相互作用,增强焊缝成型可靠性。
(a)直流横向磁场 (b)交流横向磁场
图 1.1 外加横向磁场
图 1.2 外加纵向磁场示意图 图 1.3 外加尖角磁场示意图
(3)尖角形磁场,如图 1.3 所示,四个磁极按照 N-S-N 的方式环绕,其中心
区域的磁场即为尖角磁场,它能够改变焊接电弧的外在形貌,图 1.3 中电弧截面
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85836734/bgc.jpg)
第 1 章 绪论
5
形状呈椭圆形,电弧的形状受到各个磁极对应的磁场大小影响,同样磁场大小也
是影响电弧能量多少及电场强度地关键因素。
另外,在现实焊接过程里,上面介绍的几种方式都可以分为外加不变磁场与
交变磁场的形式。为了提高焊接接头质量与消除缺焊缝陷,可依据特定焊接条件
在一定允许值之间增减所加磁场地磁感应大小和交变次数,进而影响熔池内焊缝
金属结晶和电弧运动状态
[19]
。
1.3.2 磁场用于改善焊缝成形与接头性能
利用外加磁场的方式来影响焊接过程,以便于焊缝成型与接头质量的提高,
这种方法具有结构简单、操作容易以及成本低廉等众多优点,因而国内外众多专
家学者对该方法进行了各方面的深入研究,并取得了一定的研究成果。
Iofinaov P. A
[20]
等学者将埋弧自动焊焊接进行中施加外加磁场,观察且分析外
加磁场对焊丝熔化速率的作用规律;日本方面
[21]
在双丝 TIG 焊接阶段里采取外加
磁场控制,影响了焊缝金属的冶金反应。Manabe 等人
[22]
分析了磁场对焊接电弧
以及焊缝金属地作用规律;常云龙、车小平等人
[23]
为了研究铝合金脉冲 MIG 焊
在电弧上施加纵向磁场时对熔滴过渡的影响,采取高速录制设备收取焊接时熔滴
表现形态,分析熔滴过渡地变化形式。李军、江淑园等人
[24]
在铝合金 TIG 焊焊接
过程中对其施加恒定纵向磁场,发现当没有加磁时,焊缝金属组织较大、焊缝纹
路不规则。而当恒定纵向磁场存在时,其焊缝金属组织变得细密、焊接接头性能
得到提高;贾昌申、肖克民等人
[25]
对埋弧焊施加纵向磁场并研究其对焊缝质量的
影响,研究表明纵向磁场地存在能够扰动焊接熔池,减小粗大组织晶粒,获得较
好焊接接头可靠性。
Yukio 等人
[26]
研究了熔池金属受外加磁场的影响,分析其作用机理与控制方
式;A.Abralo
[27]
分析了在铝合金焊接时,以外加磁场的方式来提高焊缝金属的组
织性能;Kern、Berger 等人
[28]
对 CO2 激光焊施加磁场,发现合适的外加磁场能够
促进焊缝金属的搅拌作用,改善焊接工艺与焊缝组织性能;清华大学将磁场控制
运用于降低焊接接头的残余应力,发现对焊缝金属施加一定的脉冲磁场后,其残
余应力发生了显著变化,提高了焊接质量。
1.3.3 磁场用于焊缝跟踪传感器
焊缝自动跟踪系统中电磁场的运用按照其作用机理可分为两类:一类为间接
作用,称为电磁感应传感器,其构造简单,可直接加载于焊炬上,常用于检测工
件表面的形貌变化,如焊缝坡口的位置变化即实现焊缝自动对中,其电磁频率较
低时称为电磁传感器,频率较高的称为涡流传感器
[29-32]
。另一类是直接作用,它
主要利用磁场变换来掌控焊接电弧地移动,通过电弧略过焊接的位置,使得电弧
![](https://csdnimg.cn/release/download_crawler_static/85836734/bgd.jpg)
湘潭大学硕士学位论文
6
长度发生改变,并凭借焊接电流、电压的转换规律来提取焊缝存在的偏差信号,
自动调整焊炬实现焊接过程的自动化。
(1) 电磁传感器
电磁传感器是利用俩个变压器的输出电压来判断焊缝对中情况,它们的初级
线圈为同一个,如图 1.4 示。在共用一级线圈加上交流电 U
y
,两变压装置的二级
线圈是以反极性串联在一起,那么,两变压器输出电压 U
0
= U
1
—U
2
。当电磁传感
器位于坡口中心时,则两次级线圈上的磁通量Φ 1=Φ 2,其感应电动势 U
1
=U
2
,
即 U
0
=0。当焊炬没有对中时,即初级线圈偏离坡口中心,两次级线圈上的磁通
量不相等,故两变压器的感应电动势 U1≠U2,即 U0≠0。焊炬偏离坡口中心的
方向与距离可以通过 U
0
的正负与幅值来判断,进而调整焊炬使其对中焊缝。
在由电磁传感器构成的焊缝跟踪系统中交流电 U
y
的大小与频率、线圈形貌
匝数、线圈高度等都将称为影响焊缝跟踪精度的重要因素。当交变电压频率为
6-10KHz,U
y
=20V 左右时,电磁传感器的抗干扰能力得到保证。铁心一般采用硅
钢制成,具有较低的磁导率与矫顽磁性,线圈与工件距离在 10-15mm 较为合适。
图 1.4 电磁传感器原理图
(2) 涡流传感器
由于电磁传感器只适用于铁磁性材料,且构造臃肿,抗干扰能力差等缺陷存
在,导致了涡流传感器的产生。因其频率高故而少受低频干扰,抗干扰能力强,
灵敏度高,频率一般为 30-120kHz,其原理示意图如 1.5 所示,初级线圈 1 与焊
炬位于同一焊缝直线上,线圈 2、3 是反极性串联的次级线圈。
在初级线圈负载上施加地高频交流电制造了高频交流变换磁场,于焊件表面
发生涡流效应,能够减小线圈产生的磁通量,这样次级线圈上所存在感应电动势
e2、e3 与之前不一样,涡流效应的强弱决定了感应电动势地高低。仔细观察图
1.6(a)发现,焊件表面的涡流被焊缝坡口边界所隔开,当初级线圈与焊缝坡口
对中时,坡口两侧涡流大小相等,次级线圈所载有的感应电动势也相等,则传感
剩余61页未读,继续阅读
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![pdf](https://img-home.csdnimg.cn/images/20210720083512.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://csdnimg.cn/download_wenku/file_type_ask_c1.png)
![](https://profile-avatar.csdnimg.cn/default.jpg!1)
programhh
- 粉丝: 8
- 资源: 3817
上传资源 快速赚钱
我的内容管理 展开
我的资源 快来上传第一个资源
我的收益
登录查看自己的收益我的积分 登录查看自己的积分
我的C币 登录后查看C币余额
我的收藏
我的下载
下载帮助
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/voice.245cc511.png)
最新资源
- 多模态联合稀疏表示在视频目标跟踪中的应用
- Kubernetes资源管控与Gardener开源软件实践解析
- MPI集群监控与负载平衡策略
- 自动化PHP安全漏洞检测:静态代码分析与数据流方法
- 青苔数据CEO程永:技术生态与阿里云开放创新
- 制造业转型: HyperX引领企业上云策略
- 赵维五分享:航空工业电子采购上云实战与运维策略
- 单片机控制的LED点阵显示屏设计及其实现
- 驻云科技李俊涛:AI驱动的云上服务新趋势与挑战
- 6LoWPAN物联网边界路由器:设计与实现
- 猩便利工程师仲小玉:Terraform云资源管理最佳实践与团队协作
- 类差分度改进的互信息特征选择提升文本分类性能
- VERITAS与阿里云合作的混合云转型与数据保护方案
- 云制造中的生产线仿真模型设计与虚拟化研究
- 汪洋在PostgresChina2018分享:高可用 PostgreSQL 工具与架构设计
- 2018 PostgresChina大会:阿里云时空引擎Ganos在PostgreSQL中的创新应用与多模型存储
资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议,欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理!
点击此处反馈
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035711.png)
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035711.png)
![](https://img-home.csdnimg.cn/images/20220527035111.png)
安全验证
文档复制为VIP权益,开通VIP直接复制
![](https://csdnimg.cn/release/wenkucmsfe/public/img/green-success.6a4acb44.png)