摘 要
随着焊接产品质量要求的不断提高,发展焊接自动化和智能化已成为必然趋势,而其核心问题是实现对焊接熔池动态过程的自动控制,通过理论或实验的手段获取熔池的动态信息,具有非常重要的实际意义。本文分别利用数值模拟技术和视觉检测技术对GTAW焊熔池进行数值模拟和视觉检测,从理论上和实验上对GTAW焊熔池进行研究。
熔池的数值模拟过程建立了GTAW焊熔池的三维瞬态数值分析模型,模型中充分考虑熔池液态金属对流传热和熔池外工件的固态导热;焊接过程中的相变潜热;熔池流体的紊流特性;材料的热物理性能参数随温度变化等因素。焊接过程的电弧热源模型采用双椭圆热流分布模型,该热源模型有利于改善计算熔池的形态,提高熔池的计算精度。用FLUENT软件对所建熔池的数值分析模型进行求解,提取熔池温度场、流场及熔池形态等结果信息并进行分析,还分析了不同焊接电流情况下的熔池的动态行为。
熔池的视觉检测过程是利用主动视觉传感系统对焊接熔池进行拍摄,以小功率半导体激光器作为系统主动光源,采用投影光栅条纹的方式照明熔池,用窄带滤波和4f系统空间滤波相结合的方法抑制电弧光的干扰,CCD通过4f系统对熔池进行拍摄,拍摄出了清晰的熔池图像。再通过图像处理成功地提取了熔池形状及形状参数等信息,实现熔池的视觉检测。
对GTAW焊熔池进行数值模拟和视觉检测结果的对比分析,结果显示二者数据吻合良好,相对的误差值在允许误差以内,可以为焊接过程的进一步研究提供可靠的实验数据和理论依据。
关键词:GTAW焊;温度场;流场;熔池形态;数值模型;视觉检测
点点赞赏,手留余香
给TA打赏
请先
!