[发明专利]一种非对称角焊缝熔透形态及熔深的控制方法

摘要

本发明公开了一种非对称角焊缝熔透形态及熔深的控制方法，属于焊接自动化领域，通过调整焊枪角度控制非对称角焊缝的熔透成形，基于视觉方法辨识正面熔池模型，实现对熔透深度估测和控制，非对称结构两侧板散热差异大，两侧熔透成形难以控制，本发明提出一方面由控制焊枪角度来控制熔池形态，另一方面基于无限大体格林函数的瞬时点热源温度场解析方程和热源等效法，推导出在有限尺寸角焊缝工件温度场解析模型，再借助图像处理获得熔池边缘特征点对解析模型进行校正，利用校正后的解析模型进行数值计算，求取在深度方向熔点温度的最大坐标，即可实现熔透深度计算求解。实现对非对称角焊缝的熔透成形控制，解决提高和改善这一特殊结构焊接质量的难题。

主权项

1.一种非对称角焊缝熔透形态及熔深的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(1)非对称角焊缝焊接，通过实验和有限元模拟的方法获得不同焊枪角度对熔池在焊缝处的形态的影响规律，确定适合焊缝全熔透的焊枪角度范围，在这个范围内通过改变焊枪角度控制熔池形态；步骤(2)结合非对称角根焊缝熔透成形有限元模拟规律，推导有限尺寸角根焊缝工件温度场解析模型，并开展焊接试验优化模型，提高精度；非对称角焊缝整体温度场公式为：T(x,y,z,t)＝T1(x,y,z,t)+T2(x,y,z,t)‑T0式中：T1(x,y,z,t)为立板温度场，T2(x,y,z,t)为底板温度场，T0为工件初始温度；步骤(3)利用相机采集正面熔池图像，获取熔池边界熔点温度的位置信息；步骤(4)利用温度坐标辨识解析模型热源参数，利用修正后的模型求解熔点温度最大坐标，实现熔透深度的在线计算求解；步骤(5)在反馈调节下，自动改变焊枪角度和热输入参数，实现非对称角焊缝焊接的实时控制。