焊接变形控制和测量

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1、上海交通大学硕士学位论文焊接变形控制和测量摘要随着社会的发展焊接被广泛的应用于工农业的各个生产部门焊接残余变形在焊接过程中是不可避免的它影响了焊接产品的制造质量和服役使用所以焊接残余变形是评介焊接质量的重要标准因此如何测量并控制焊接残余变形是工程中需要解决的重要研究课题为了控制薄板的焊接变形首先必须找到一种适宜的变形测量方法去测量工件焊接残余变形的大小评估焊缝以及焊接质量并且能够为焊接残余变形的数值模拟提供实验和事实依据本文使用PIC单片机建立了一个测量焊接残余变形的智能化便携系统该系统由位移传感器PIC

2、单片机系统LCD显示模块等硬件和软件组成研制的便携测量系统借助于机器人作为机械装置对焊接工件表面进行扫描同时将焊接工件上每一点的位移通过位移激光传感器转变成模拟电流信号此信号通过隔离放大电路后转变成模拟电压信号输入到PIC单片机内进行AD转换变成数字量并将这些数据存在外展的EEPROM中防止掉电丢失数据最后通过RS232通讯口将这些数据传输到PC上进行处理后得到工件的横向和纵向挠曲变形量并编辑形成M文件利用此M文件通ii上海交通大学硕士学位论文过MATLAB软件绘出整个工件表面的曲面形状以满足焊接变形控制

3、分析和数值模拟的需要本文也对薄板焊接变形控制做了大量的工作采用了以下的技术对A3和903钢分别做了大量的工艺实验以找出降低焊接残余变形的方法首先采用单面焊双面成形技术工件在焊接失稳产生变形主要是由于工件焊缝正面和背面熔化金属的收缩幅度不一致单面焊双面成形技术可以使工件焊缝正面和背面金属熔化截面积大小相近甚至相同从而变形时焊缝正面和背面熔化金属的收缩力容易达到相互平衡使工件停止变形因此极大地降低了工件的纵向挠曲和横向挠曲降低焊接残余变形其次采用适宜的线能量由于焊接线能量输入对焊接变形的影响极大适宜的线能量输

4、入能极大的降低焊接变形而焊接速度影响了线能量所以在实验中采用了高速焊接和较低的焊接规范改进焊机的送丝系统和保护气体的混合回路装置并调整焊接参数确保高速焊接的焊缝质量和外形避免了诸如驼峰咬边等高速焊的常见缺陷降低了工件的焊接残余变形减少焊后处理工序最后采用适当的工装由于焊接时工件的工装对焊接残余变形也有相当大的影响在实验中通过使用恰当的紧固件保证焊接工件具有适宜的预置间隙使焊缝成形良好并且尝试使用不同的焊接衬垫材料甚至改变铜衬垫上的开槽截面积以控制焊接时的背面焊缝成形使焊接工件正面和背面的收缩力能更容易地实

5、现相互平衡控制了焊接挠曲变形关键词:变形测量,变形控制,单片机PICiii上海交通大学硕士学位论文WELDINGDEFORMATIONCONTROLANDMEASUREABSTRACTWeldingresidualdeformationhasadirectinfluenceonmanufacturequalityandserviceusageoflargeweldingstructures.Howtocontrolweldingresidualdeformationisoneoftheimportantr

6、esearchprojectsinweldingengineers.Tocontrolweldingdeformationofthinworkpieces,itisessentialtofindaappliedmethodtomeasuredeformationtomeasuringthesizeofweldingdeformationofworkpieces,toestimateweldingqualityandtoprovidedependencefornumericalsimulationofwel

7、dingdeformation.Inordertomeasureweldingdeformation,asystembasedonPICsinglecomputerisfounded.Thesystemconsistsofthesoftwareandhardwareincludingadisplacementsensor,PICsinglecomputersystemandLCDmodule.Themeasuringsystemcanscanthesurfaceoftheweldingwork-piece

8、withtherobot,thenlasersensorofdisplacementchargethedisplacementofeachpointofweldingworkpiecetosignalanalogcurrent,thenitischargedtothesignalanalogvoltagewithisolatedamplifiedcircuit,thenADofsinglechipPICchargesittod