铝合金等离子弧立焊工艺参数优化的研究.pdf

摘要韬合衾穿i L 型等离子疆立簿烽接过程是一个复杂豹、高度非线淫懿过程，溽接质量受到多种工艺因黼的影响，焊接过程中存在许多不确定性的知识，在生产中难以确定焊接工艺参数的近似最优化配置我国烬按工作者对这种工艺也进幸子了一定翦磺究，发嚣窘孑L 薅遮鹩稳定存在麓簿缝稳定袋形窝塞努浑接溪量匏撩聂影赡等离子弧立焊焊缝形状的工艺因素很海，如焊接电流、电弧电臌、焊接速度、喷嘴到工件的蹭离和离子气流爨等在焊接生产中，如何优化这些参数的匹配楚～个亟待察凑戆溺怒；基于M A T L A B 6 ．1 的神经网络工舆箱，利用B p 神经网络建立铝合金穿孔测等离子孤立焊的输入一输出的嘲络模型，通滋枷练该网络，能够根据输A 节点数值预测输出结鬃当浍定瓣络竣入节矗羲善个搏竣工艺参数疆，藐蓼羲测随络戆输囊，邸簿缝形状的各个参数用这个工艺的龃粼值进行焊接寓验，结果袭明，焊缝的彤状参数与网络模型的预测结果之间的误差谯黝以内仿真试验的结卷表明，这个方寨是可行筑本文莱用c + + 谱畜{ 殳计适用于锅合金穿孔型镣离子弧立焊的基本遗传辣法，用来确定焊接工艺参数的近似最优化酣置该算法粳序显示了磷向对象设计的忧点，具煮代褥复震等特点，它秀鎏嚣豹算法改进凌诗提供了薹磁。

本文谯实验量很少的情况下，』澎用遗传算法确定了穿孔越炼离子弧立焊工艺参数的近似最优化配置研究结果表明：应用遗传辣法确定铝会愈穿孔型等邋予弧立浮戆近觳最往耗工艺参数是一释毒教鹣方法关键逶；镰舍金，努孑I 熔涟，立燔，襻经霹络，遗传算法，最谯证，黔+ 避瓷，辉接工艺参数A b s 拄a c tT h ew e l d i n gp r O e s so fa l u m i n u r nk e y h o l ep A 』Wi nV e n i c 出p o s i 畦啦i sae o { n p l i e a t da 越h i g 掰y ∞n l i n e a fp ∞c e s s 懿硅镪e 羚a 聆m a 弩弘㈣r 耄越n 幺c t o f si n 巍，T kw e 狱q u 蠢矗yi s世色c t e db ym a n yt e c h n o l o g i cp ㈣e t c r S ，s oi ti 8d i 面c u l tt ob ed 武e m l i n e d也en e a r - o p t i m a ls e t t i n g so ft h ew e l d i r 蜷p r o c e s sp ㈣e t e f si np r o d u c 百o n ．T h ew e l d i n gw o 瘦e f s 弧。

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本人授权江苏大学可以将本学位论文懿全都内容溅部分内容编入有关数据摩进行检索，可以采焉影印、翁露蠛扫攒等复《手段撩存帮= } [ = 缡本学盈论文穗密口，在年瀚密蜃遥翔本授蔽书 本学健论文嚣l 予 不保密西指导教娜签名：落至氏》^ 绷≥警5 鹞暑g 强江苏大学硕士学位论文第1 章绪论1 ．1 国内外研究现状、水平和发展趋势等离子弧焊工艺是一种高能密度焊美国波音公司、H o b a r t 公司和美国航天局马歇尔航天中心等近几年的研究工作表明，在铝合金的焊接方法中，穿孔型等离子弧立焊比T I G 焊和M I G 焊有着更良好的工艺性能对于中厚度的铝合金材料，在不开坡口的情况下，可以实现单面焊双面成形，焊件变形小，可焊厚度范围宽．焊缝机械性能好，生产率高：我国焊接工作者对这种工艺也进行了一定的研究，发现穿孔熔池的稳定存在是焊缝稳定成形和良好焊接质量的保证”目前，国内外的研究集中于小孔行为的传感与实时监测方面；等离子弧焊接过程中质量稳定性差最直观的表现有两个方面：①焊接过程中等离子弧的稳定性差等离子弧属于一种受拘束的电弧，其能量状态受多种因素的影响，并且等离子弧对焊接工艺规范参数的变化比较敏感，焊枪的性能对等离子弧的稳定性影响较大，获得良好接头质量的合理规范参数区间窄、裕度小，在大电流强压缩条件下易出现双弧。

②焊缝成形稳定性差对于厚板穿孑L 等离子弧焊，这一问题尤为突出，影响焊缝成形稳定性的因素是多方面的，如等离子弧的稳定性、熔池液态金属的流动性、穿孔熔池受力状态及平衡性等因此，小孔行为的传感与实时监测的研究具有重要的意义在等离子弧焊过程中，如果能够实时传感与监测小孔的行为，并且结合先进的控制技术调节工艺参数，必然能够提高焊缝成形质量国内外焊接工作者在小孔行为的传感与监测方面进行了广泛的研究，取得了一定的进步，并且有些研究成果已经应用于焊接生产中小孔行为的传感与监测主要表现在以下两个方面：①焊缝正面小孔特征行为的研究②焊缝背面小孔特征行为的研究这些研究主要体现在以下几个方面：尾焰导电法、声信号传感、正面熔池图象特征信号的提取、电弧电压信号检测等⋯“江苏大学硕士学位论文美国马歇尔宇航中心的L ．F ．M a n i n e z 等在铝合金小孔等离子弧焊接过程中，从正面对小孔的生成进行研究他们采用一台光谱仪实时检测焊缝正面的弧光，发现在小孔形成前后，氢( 6 5 6 n m ) 谱线强度与氩( 6 9 6 n m ) 谱线强度值之比会发生显著下降，从而提出一种从正面通过光谱仪检测小孔生成与闭合的方法。

采用光敏元件的正面弧光传感方法，具有广阔的应用前景董春林和吴林等人开展了深入的研究，取得了重大的进展，发现通过检测弧光光谱辐射强度，可阻获得熔池小孔行为的相关信息另外，董春林等人提出了一种简便实用的尾焰电压检测方法，可直接测量建立在工件与测量板之间的尾焰电压信号，该信号能够准确反映熔池小孔的状态国外有人测量了尾焰等离子流产生的空间电荷电压来预测与接头熔透状态相关的焊缝熔池背面。