[发明专利]一种窄间隙磁控摆动电弧焊缝表面形态自适应控制方法

权利要求书

1.一种窄间隙摆动电电弧多层多道焊焊缝表面形态的自适应方法，其特征在于：根据动态监测电弧弧长，与正常焊缝（即焊缝表面平整）弧长作对比，根据算法求得凹凸偏差值，以此确定焊缝表面状态，通过调节电弧摆动速度，从而改善焊缝状态，其特征包括以下步骤：

①通过电流传感器检测脉冲电弧的电流信号 I，并在对该信号进行硬件滤波和脉冲整形等预处理后，输入计算机中；

②计算机根据脉冲电弧突变尖峰信号，提取脉冲电弧电流特征值信号，求差得到焊缝凹凸偏差传感信号值ΔFS=Fl-Fr ；

③根据对凹凸偏差传感信号值ΔFS 的正负判断实际凹凸情况，当ΔFS ＞ 0时焊缝凹陷，当ΔFS＜ 0 时焊缝凸起，当ΔFS=0 时焊缝平整；根据预先建立的凹凸偏差传感信号值ΔFS 的大小与实际凹凸偏差ΔX之间的近似线性关系，经输出转换后求得实际凹凸偏差ΔX的大小。

2.通过计算机对弧压的动态对比，实现焊缝表面状态检测与自适应控制，使焊缝表面平整。

3.一种焊缝金属熔覆量的控制方法，其特征在于：根据实际凹凸偏差ΔX，调整磁场的强度B，达到调整焊接速度的目的，以此来控制熔化金属在缺陷处的熔覆量；

假设电弧导体的质量为M、磁感应强B，K 为阻力系数，ρ为电荷密度，V为运动速度，S为单位长度弧柱的迎风面积由此可得电弧的加速度为：

设此缺陷的长度为S，则在电弧扫描缺陷所需时间为：

因此，焊条单位时间熔覆量为H,则此缺陷缺陷的熔覆量M为：

可以看出焊接时的熔覆量与磁感应强度成正正的线性相关，所以，根据预先建立实际对中偏差ΔX与磁感应强度之间的关系，调整磁感应强度；当焊缝出现凹坑时，减小相应磁场强度ΔB，使扫描速度减慢，使熔化金属尽可能多的熔覆到凹陷处，当焊缝出现凸起时，增大相应磁场强度ΔB，使电弧扫描速度加快，使熔化金属尽可能少熔覆到凸起处。