基于DE-GMAW的镁合金薄板机器人焊接熔透控制

项目组设计了移动焊接平台，设计了DE-GMAW焊接回路和电弧图像采集系统，通过滤光、减光等方式设计了多种复合滤光方案获取熔池区域图像信息；开展了焊缝初始位置导引研究，提出了基于图像特征的SSDA匹配算法；开展了熔池图像融合研究，设计了针对性的熔池图像融合规则。开展了熔池边缘图像尺寸计算研究，镁合金熔池最大长度为6.24mm，最大宽度为6.84mm；其次，研究了双电弧热源作用机制，通过ANSYS模拟表明，当DE-GMAW焊接旁路电弧热效率因子为0.28~0.32时，模拟的熔池参数与实际焊接最为接近；最后项目组开展了镁合金DE-GMAW工艺研究，分析了熔滴不同过渡模式，以及焊缝成形与微观组织等多种因素；实验表明，当熔滴过渡模式为小颗粒模式，实现镁合金板熔透成形的工艺参数如下：总电流225 A，旁路电流140 A，焊接速度2.8 m/min。 2100433B

镁合金薄板做为一种具有轻重量高性能材料，在航空航天等领域具有广泛的用途。常规焊接方法容易产生气孔、变形等熔透缺陷，影响了该材料的应用。因此，如何设计熔透控制方法获取高质量镁合金薄板焊缝质量，是当前制造领域需要解决的难点之一。.项目是针对上述背景提出。项目首先根据规划搭建镁合金薄板焊接机器人硬件系统；其次，设计基于外部视觉传感方式的焊接机器人标定、跟踪方法，实现焊接过程的智能行走；设计DE-GMAW工作回路系统及焊枪位置关系，简化双弧控制过程；设计双弧熔池监控方法，实现熔池特征信息提取；设计熔滴过渡控制方式，降低焊缝热输入量，提高成形质量与焊接效率；最后，设计基于双弧方式的焊接机器人焊缝熔透控制实验，分析焊缝微观组织特性，进一步优化研究方法，实现镁合金薄板高效率高质量焊接。.因此，项目的提出，不仅是解决镁合金薄板焊接缺陷的有效措施之一，而且能够推动复杂条件下机器人智能焊接技术的深入发展。

焊接过程中熔透焊件的焊接法。简称熔透法。

深熔焊采用一定的焊接工艺或专用焊条以获得大熔深焊道的焊接法。

简单点就是熔透焊是焊透的，深熔焊是不焊透的。

中文名称

熔透型焊接法

英文名称

penetration welding

定　　义

焊接过程中只熔透焊件但不产生小孔效应的焊接方法。

应用学科

机械工程（一级学科），焊接与切割（二级学科），熔焊（三级学科）

拟通过对运动电弧作用下TIG焊接熔池形态瞬时行为的数值模拟，分析TIG焊接熔透熔池三维表面变形的动态行为；利用特制光栅-激光频闪视觉技术测试不同焊接工艺条件下的熔池三维表面变形。数值分析与实验测试相结合，定量描述熔池表面变形与工件熔透程度的相关性，研究熔池熔透瞬间以及不同熔透程度所对应的熔池表面变形，构建熔透程度的特征参量和焊穿产生倾向的判定方程，定量描述焊接工艺参数-熔池表面变形-工件熔透程度-焊穿产生倾向之间的内在联系，实现基于熔池表面变形对熔透程度和焊穿的预测。这对于焊接熔透控制、焊接工艺优化和焊接过程分析都具有重要的理论意义和工程实用价值。 2100433B