大型构件水下焊接机器人系统 被引量：7

1

作者 叶艳辉 张华 +2 位作者 潘际銮 高延峰 郑军 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期41-44,115,共4页

针对水下焊接环境要求,设计了一种履带式水下焊接机器人系统,该系统由机器人本体机构、激光视觉传感器、控制系统和焊接系统组成.机器人本体机构由履带式移动平台和焊枪调节机构构成,运动灵活可靠,满足水下焊接焊缝跟踪要求.完成了视觉... 针对水下焊接环境要求,设计了一种履带式水下焊接机器人系统,该系统由机器人本体机构、激光视觉传感器、控制系统和焊接系统组成.机器人本体机构由履带式移动平台和焊枪调节机构构成,运动灵活可靠,满足水下焊接焊缝跟踪要求.完成了视觉传感器部件选型及光路设计,实现水下环境的焊缝自动识别.设计了基于PLC机器人控制系统和协调控制方法,实现水下环境的焊缝跟踪控制.同时在水下焊接试验平台完成焊接跟踪试验.结果表明,机器人运行稳定,焊缝成形较好,焊接质量满足要求. 展开更多

关键词 水下焊接机器人 激光视觉传感器 焊缝跟踪 协调控制

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存在流水孔的角焊缝移动焊接机器人跟踪 被引量：1

2

作者 乐健 张华 +1 位作者 叶艳辉 郭亮 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期1893-1897,共5页

为提高焊接的质量和效率,研究了一种能够准确跟踪存在流水孔和焊缝终点的角焊缝机器人。起弧后,利用旋转电弧传感器识别焊枪相对于角焊缝的位置,基于轮、水平滑块和垂直滑块的协调运动跟踪连续的空间弯曲角焊缝;同时,研究了利用视觉传... 为提高焊接的质量和效率,研究了一种能够准确跟踪存在流水孔和焊缝终点的角焊缝机器人。起弧后,利用旋转电弧传感器识别焊枪相对于角焊缝的位置,基于轮、水平滑块和垂直滑块的协调运动跟踪连续的空间弯曲角焊缝;同时,研究了利用视觉传感器识别流水孔的起点、终点和焊缝终点的工作原理;研究了基于多传感器融合技术对存在流水孔和焊缝终点的角焊缝的跟踪;并进行了弯曲角焊缝、存在流水孔和焊缝终点的角焊缝的跟踪实验以及焊角形貌观察实验.结果表明,所设计的机器人能够准确地跟踪存在流水孔的角焊缝. 展开更多

关键词 焊接机器人 视觉传感器 旋转电弧传感器 信息融合 焊缝跟踪

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小型移动焊接机器人结构设计 被引量：2

3

作者 叶艳辉 张华 王帅 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期101-104,共4页

针对狭窄空间自动焊接问题,设计了一种小型移动焊接机器人机构.根据机器人结构的运动特点,运用模块化设计方法,把机器人机构分为轮式移动平台、焊炬调节机构和电弧传感器三部分.其中,轮式移动平台采用三轮式差速驱动结构形式,底部安装... 针对狭窄空间自动焊接问题,设计了一种小型移动焊接机器人机构.根据机器人结构的运动特点,运用模块化设计方法,把机器人机构分为轮式移动平台、焊炬调节机构和电弧传感器三部分.其中,轮式移动平台采用三轮式差速驱动结构形式,底部安装一可调磁吸附力装置,且控制器集成于移动平台上;焊炬调节机构由十字滑块和焊炬连接装置组成,十字滑块由两电机分别驱动,实现焊缝水平和高低方向精确跟踪;电弧传感器采用圆锥摆形式,且与焊枪设计成一体,使用方便.同时,建立机器人运动学方程,并对直角焊缝不同的转弯中心进行分析,确定水平滑块的行程参数,为机器人的焊缝跟踪控制提供参考.结果表明,该机器人机构满足弯曲焊缝跟踪要求,焊接质量良好. 展开更多

关键词 移动焊接机器人 狭窄空间 结构设计

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自主移动焊接机器人按键控制系统设计 被引量：2

4

作者 李锦文 张华 +1 位作者 叶艳辉 朱样敏 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2016年第11期200-203,共4页

由于焊接机器人的有线遥控器操作界面复杂,控制系统采用的是Windows XP系统,工人操作不方便,实用性不高。针对该问题设计了一套焊接机器人按键控制系统。在机器人本体上安装一套按键系统,并进行了大量焊接试验,验证了该按键控制系统的... 由于焊接机器人的有线遥控器操作界面复杂,控制系统采用的是Windows XP系统,工人操作不方便,实用性不高。针对该问题设计了一套焊接机器人按键控制系统。在机器人本体上安装一套按键系统,并进行了大量焊接试验,验证了该按键控制系统的稳定性和操作的便捷性,为焊接机器人应用于工业焊接做出了贡献。 展开更多

关键词 焊接机器人 按键控制系统 焊接自动化

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集装箱波纹折线焊缝的三自由度焊接机器人逆运动学分析 被引量：1

5

作者 喻强 张华 +1 位作者 毛志伟 叶建雄 《机床与液压》 北大核心 2007年第2期56-58,124,共4页

针对集装箱波纹折线焊缝的焊接难题,设计了一种三自由度焊接机器人。本文在D-H齐次变换矩阵的基础上,对焊接机器人进行运动学逆解。机器人通过3个关节的协调动作,可使固联在末端效应器上的焊枪保持一定的焊接姿态,为保证焊接质量的一致... 针对集装箱波纹折线焊缝的焊接难题,设计了一种三自由度焊接机器人。本文在D-H齐次变换矩阵的基础上,对焊接机器人进行运动学逆解。机器人通过3个关节的协调动作,可使固联在末端效应器上的焊枪保持一定的焊接姿态,为保证焊接质量的一致性提供了理论基础。通过Matlab软件仿真,控制各个关节按照给定规律运动,在Matlab环境下实现了恒定焊接速度下的轨迹的跟踪。 展开更多

关键词 三自由度 逆运动学 协调动作 焊接姿态

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冗余移动焊接机器人运动学分析与轨迹规划 被引量：7

6

作者 张华 郑鸣轩 +1 位作者 范宇 刘诚 《机械设计与制造》 北大核心 2019年第A01期135-140,共6页

设计了一款以四自由度机械臂为执行机构,以旋转电弧焊炬为末端执行器的冗余移动焊接机器人。对机器人移动平台进行建模分析并用改进D-H参数法对机械臂进行运动学分析,然后对其整体进行了集成运动学分析,得出执行器末端坐标系相对于笛卡... 设计了一款以四自由度机械臂为执行机构,以旋转电弧焊炬为末端执行器的冗余移动焊接机器人。对机器人移动平台进行建模分析并用改进D-H参数法对机械臂进行运动学分析,然后对其整体进行了集成运动学分析,得出执行器末端坐标系相对于笛卡尔坐标系的运动学关系;并提出一种基于移动机械臂的粒子群优化算法,以解决冗余移动机器人运动学逆解问题,为机器人的运动控制奠定了基础。针对格子型角焊缝提出了一种新的轨迹规划方法,用Matlab对目标轨迹所选取的离散点进行数值解析并进行高次多项式拟合,为后续设计控制提供高效准确的途径。 展开更多

关键词 移动平台 机械臂 集成运动学 粒子群优化算法 格子型角焊缝

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轮式机器人折线焊缝跟踪协调控制方法 被引量：23

7

作者 高延峰 张华 +1 位作者 毛志伟 彭俊斐 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期33-36,114,共5页

研究了以旋转电弧作为传感器,采用轮式移动机器人对折线焊缝进行跟踪的协调控制方法。设计了自适应模糊控制器对十字滑块和车轮进行协调控制,通过控制机器人移动对焊缝进行粗略跟踪,同时调整十字滑块带动焊枪对焊缝进行精确跟踪。为了... 研究了以旋转电弧作为传感器,采用轮式移动机器人对折线焊缝进行跟踪的协调控制方法。设计了自适应模糊控制器对十字滑块和车轮进行协调控制,通过控制机器人移动对焊缝进行粗略跟踪,同时调整十字滑块带动焊枪对焊缝进行精确跟踪。为了使机器人的移动方向与焊缝走向一致,采用Sugeno型模糊逻辑系统作为滤波器对机器人本体的方位角偏差进行滤波处理,使机器人本体在跟踪焊缝的直线段时做直线运动,在跟踪焊缝的曲线段时做转弯运动。结果表明,该算法能够成功应用于最大为60°的折线焊缝和Z形焊缝的自动跟踪焊接。 展开更多

关键词 焊缝跟踪 轮式机器人 模糊控制

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船舱流水孔自动识别跟踪焊接系统 被引量：7

8

作者 郭亮 张华 高延峰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期14-18,113,共5页

船舶制造中,为加强船体强度,船舱底部设置许多格子间,其工作环境狭小且存在不连续焊缝,影响焊接生产效率.现有焊接机器人无法识别流水孔特征点位置,目前主要由人工来完成焊接.在旋转电弧传感焊接机器人的基础上,增加激光视觉传感器用于... 船舶制造中,为加强船体强度,船舱底部设置许多格子间,其工作环境狭小且存在不连续焊缝,影响焊接生产效率.现有焊接机器人无法识别流水孔特征点位置,目前主要由人工来完成焊接.在旋转电弧传感焊接机器人的基础上,增加激光视觉传感器用于识别流水孔的特征点,结合嵌入式工控机和其它硬件,通过自主开发的VC++软件完成对船舱流水孔焊缝自动识别、跟踪及焊接.结果表明,该系统便携灵活,适用于船舱格子间焊接作业且识别和跟踪效果良好. 展开更多

关键词 流水孔 激光视觉传感器 旋转电弧传感器 格子间

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基于机器人旋转电弧传感器跟踪仰焊焊缝 被引量：5

9

作者 乐健 张华 +1 位作者 张奇奇 吴锦浩 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第9期56-60,131,共5页

为了提高焊接的质量和效率,必须实现机器人对仰焊焊缝的自动跟踪.利用组合滤波的方法对焊接电流进行滤波.采用最小二乘法对第16个采样点至第48个采样点进行线性拟合,拟合直线的斜率作为偏差.以偏差和连续三次偏差之和作为模糊控制器的输... 为了提高焊接的质量和效率,必须实现机器人对仰焊焊缝的自动跟踪.利用组合滤波的方法对焊接电流进行滤波.采用最小二乘法对第16个采样点至第48个采样点进行线性拟合,拟合直线的斜率作为偏差.以偏差和连续三次偏差之和作为模糊控制器的输入,以水平滑块伸缩速度对应的脉冲数作为模糊控制器的输出.连续三次偏差的绝对值都大于0.9时,认为到达焊缝终点.进行了仰焊焊缝跟踪试验、仰焊焊缝终点检测和流水孔的通过试验.结果表明,利用该算法,机器人跟踪仰焊焊缝的准确度高,可靠性好,能够准确地识别出仰焊焊缝终点和通过流水孔. 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 滤波 偏差识别 模糊控制 仰焊焊缝跟踪

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基于旋转电弧传感机器人立焊焊缝的跟踪 被引量：3

10

作者 乐健 张华 +1 位作者 叶艳辉 范宇 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期348-352,共5页

为了实现机器人对立焊焊缝的准确跟踪,提高焊接的质量和效率,减少焊接工人的劳动强度,对采样电流进行组合滤波,利用"绝对差法"对第1个采样点到第32个采样点进行线性回归,拟合直线的斜率作为偏差,以偏差和偏差的变化率作为模... 为了实现机器人对立焊焊缝的准确跟踪,提高焊接的质量和效率,减少焊接工人的劳动强度,对采样电流进行组合滤波,利用"绝对差法"对第1个采样点到第32个采样点进行线性回归,拟合直线的斜率作为偏差,以偏差和偏差的变化率作为模糊控制器的输入,经过输入量的模糊化、模糊推理和输出量的清晰化,控制水平滑块伸缩跟踪立焊焊缝.通过路径规划,使焊枪从上倾45°变成下倾45°.利用基于水平滑块伸缩跟踪焊缝与路径规划组合的方法对立焊焊缝进行跟踪.实验结果表明:利用该算法,基于旋转电弧传感机器人跟踪立焊焊缝的可靠性好,精确度高. 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 偏差识别 模糊控制 路径规划 焊缝跟踪

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永磁吸附履带式爬壁机器人转向动力特性分析 被引量：14

11

作者 周依霖 张华 +2 位作者 叶艳辉 王帅 范宇 《机械设计》 CSCD 北大核心 2017年第2期56-61,共6页

针对永磁吸附履带式爬壁机器人壁面转向过程中转向中心偏移问题,根据该类型爬壁机器人的结构特点,结合履带车辆转向理论,对爬壁机器人壁面转向条件进行分析,建立其转向动力学模型。通过实例计算,得到了爬壁机器人转向中心偏移量和所需... 针对永磁吸附履带式爬壁机器人壁面转向过程中转向中心偏移问题,根据该类型爬壁机器人的结构特点,结合履带车辆转向理论,对爬壁机器人壁面转向条件进行分析,建立其转向动力学模型。通过实例计算,得到了爬壁机器人转向中心偏移量和所需驱动力的变化规律,分析了转向中心偏移对转向动力学模型的影响,以及载荷分散机构、磁吸附单元间隙对转向过程的影响。结果表明,转向动力学模型中忽略转向中心偏移会导致转向所需驱动力的计算结果偏大;载荷分散机构对机器人的转向影响很小,但可以改善壁面法向载荷分布;减小磁吸附单元间隙,有利于爬壁机器人的壁面转向。该分析结果为永磁吸附履带式爬壁机器人的设计和优化提供了基础。 展开更多

关键词 转向中心偏移 爬壁机器人 履带式 转向动力学

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旋转电弧传感移动机器人前倾后倾时对角焊缝的跟踪 被引量：5

12

作者 刘诚 张华 +1 位作者 乐健 郑鸣轩 《热加工工艺》 北大核心 2019年第3期200-203,共4页

旋转电弧传感的移动焊接机器人对90°折线角焊缝进行跟踪时,焊炬姿态先前倾,过了直角点后姿态为后倾,倾角最大为45°,焊炬倾角的变化将导致传感器对焊缝跟踪产生偏差。通过旋转电弧传感器旋转轨迹在水平面的投影得到了带倾角的... 旋转电弧传感的移动焊接机器人对90°折线角焊缝进行跟踪时,焊炬姿态先前倾,过了直角点后姿态为后倾,倾角最大为45°,焊炬倾角的变化将导致传感器对焊缝跟踪产生偏差。通过旋转电弧传感器旋转轨迹在水平面的投影得到了带倾角的旋转电弧传感器高度的几何模型,利用焊炬存在倾角时一个旋转周期内前后半周期高度的对称性,运用最小二乘法分别对旋转电弧焊炬前后半周期的焊接电流进行拟合,得到存在倾角时旋转电弧传感器对角焊缝识别的方法。最后,通过实验验证该方法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 90°折线角焊缝 焊炬倾角 焊缝识别

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改进人工势场法在移动机器人路径规划中的应用 被引量：18

13

作者 胡杰 张华 +1 位作者 傅海涛 卢成锦 《机床与液压》 北大核心 2021年第3期6-10,共5页

为解决传统人工势场法在路径规划中存在的缺陷,对目标不可达和局部极小点的情况进行了分析。将引力函数分段,避免引力过大而碰到障碍物的情况;通过引入机器人与目标点之间的距离因子,对斥力势场的生成和计算机制进行改进,以解决障碍物... 为解决传统人工势场法在路径规划中存在的缺陷,对目标不可达和局部极小点的情况进行了分析。将引力函数分段,避免引力过大而碰到障碍物的情况;通过引入机器人与目标点之间的距离因子,对斥力势场的生成和计算机制进行改进,以解决障碍物在目标点附近时的不可达问题。在已改进人工势场函数的基础上,提出一种用偏转角度来构建附加牵引力的方法以解决局部极小点问题。在MATLAB中对改进的算法进行了对比仿真实验,实验结果表明了该方法的有效性和可行性。 展开更多

关键词 移动机器人 人工势场法 路径规划 偏转角度 距离因子

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轮式机器人90°折线角焊缝跟踪运动动力学分析 被引量：1

14

作者 周依霖 张华 王帅 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期33-38,共6页

为了研究路径规划中机器人不同转向中心对90°折线角焊缝跟踪过程的影响,对焊缝跟踪过程进行了分析,建立了轮式移动机器人运动学模型;对轮子接地面进行了受力分析,建立了考虑轮子变形情况下机器人动力学模型;最后对机器人跟踪过程... 为了研究路径规划中机器人不同转向中心对90°折线角焊缝跟踪过程的影响,对焊缝跟踪过程进行了分析,建立了轮式移动机器人运动学模型;对轮子接地面进行了受力分析,建立了考虑轮子变形情况下机器人动力学模型;最后对机器人跟踪过程运动、动力学进行了仿真分析和焊接试验研究.结果表明,机器人转向中心的选取对左、右驱动轮转动角速度以及水平滑块伸缩速度影响较大;转向过程中左、右驱动轮所需驱动力受转向中心影响很小,且大小近似恒定,可视为稳态转向;拐点处实际速度以及速度变化与焊接要求速度有关,与转向中心的选取无关. 展开更多

关键词 轮式移动机器人 90°折线角焊缝跟踪 转向中心 运动学 动力学

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一种多功能半自主遥操作的履带式消防机器人控制系统设计 被引量：6

15

作者 赵琪 张华 +1 位作者 熊鹏文 尚志军 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第9期253-256,共4页

当前我国消防部队装备的消防机器人基本属于第二代,这类消防机器人功能单一,自动化程度低,过多依赖人工控制,由此设计了一种智能型消防机器人,在人工遥控基础上,增加自主决策、自动避障功能。本设计选用STM32为控制器,利用LABVIEW软件... 当前我国消防部队装备的消防机器人基本属于第二代,这类消防机器人功能单一,自动化程度低,过多依赖人工控制,由此设计了一种智能型消防机器人,在人工遥控基础上,增加自主决策、自动避障功能。本设计选用STM32为控制器,利用LABVIEW软件进行上位机主界面的开发,通过无线数传模块和图传模块实现机器人与上位机的通信与数据传输,采用模糊控制算法以及其他控制策略,最终实现了机器人的人工遥控和自动模式这两种工作方式。实验表明机器人工作稳定,可在两种工作方式下自由切换,具有一定的工程意义。 展开更多

关键词 消防机器人 嵌入式系统 LABVIEW 模糊控制

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移动机器人跟踪90°折线角焊缝的路径规划及直角点识别 被引量：1

16

作者 刘诚 张华 +1 位作者 乐健 陈伟荣 《热加工工艺》 北大核心 2019年第1期189-192,共4页

针对焊接机器人对90°折线角焊缝焊接困难的问题,对基于旋转电弧传感器移动焊接机器人焊接90°折线角焊缝进行了研究。针对直角点处焊缝难以焊接到,提出了一种以直角点为分界点的分段路径规划,保证焊接到直角点处焊缝。通过研... 针对焊接机器人对90°折线角焊缝焊接困难的问题,对基于旋转电弧传感器移动焊接机器人焊接90°折线角焊缝进行了研究。针对直角点处焊缝难以焊接到,提出了一种以直角点为分界点的分段路径规划,保证焊接到直角点处焊缝。通过研究旋转电弧传感器旋转轨迹在水平面的投影,建立了旋转电弧焊炬对角焊缝高度的几何模型,得到焊接过程中焊炬在一个旋转周期高度的变化,用以识别直角点。最后通过实验验证了方法的可行性。 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 90°折线角焊缝 路径规划 直角点识别

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基于OpenMV摄像头的运动目标控制与自动追踪系统设计与实现 被引量：3

17

作者 徐涢基 王峥 +2 位作者 邹佳民 王燊炀 方健 《现代电子技术》 北大核心 2024年第17期166-172,共7页

针对运动目标自动追踪系统复杂且成本较高等问题,文中旨在设计一种成本低廉且易于部署的基于STM32F103C8T6、OpenMV摄像头和二维舵机云台的运动目标自动追踪系统,以解决传统自动追踪系统设备昂贵、算法复杂难于推广的问题,并为OpenMV摄... 针对运动目标自动追踪系统复杂且成本较高等问题,文中旨在设计一种成本低廉且易于部署的基于STM32F103C8T6、OpenMV摄像头和二维舵机云台的运动目标自动追踪系统,以解决传统自动追踪系统设备昂贵、算法复杂难于推广的问题,并为OpenMV摄像头在安防监控等领域的应用提供新的思路。该系统主要由主控模块、OpenMV摄像头模块、二维舵机云台模块、电源模块、OLED显示模块组成,通过OpenMV摄像头模块识别特定阈值的色块或矩形图形,并处理色块与矩形角点位置信息,将处理后的数据通过串口通信发送给主控模块,再由主控模块通过PID算法与运动算法控制二维舵机云台模块运动,从而实现运动控制与自动追踪。最后通过激光笔测试装置实际追踪效果,整合数据进行分析验证,该运动目标控制与自动追踪系统的理论研究与设计能够达到目标效果。 展开更多

关键词 OpenMV摄像头 运动目标控制 自动追踪系统 STM32F103C8T6 二维云台 颜色识别 OLED PID

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基于旋转电弧传感器的水下焊接高压电弧仿真计算 被引量：8

18

作者 李志刚 张华 贾剑平 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第7期17-21,共5页

旋转电弧传感器是焊缝自动化跟踪常采用的一种传感器,将它用于水下焊接是一门新课题.文章对高压环境下,采用旋转电弧传感器焊接所产生的电弧模型进行了仿真计算.结果表明,随着气压由0.1MPa升高到1MPa,电弧温度也升高,焊丝附近温度梯度... 旋转电弧传感器是焊缝自动化跟踪常采用的一种传感器,将它用于水下焊接是一门新课题.文章对高压环境下,采用旋转电弧传感器焊接所产生的电弧模型进行了仿真计算.结果表明,随着气压由0.1MPa升高到1MPa,电弧温度也升高,焊丝附近温度梯度也增大,同时电弧温度场由钟罩形转变为纺锤形.通过对两个不同气压下焊件表面温度的测量说明高压下要熔化同样的焊件需要施加更高的电源功率.对两个不同气压下旋转中心轴线与焊丝所在轴线纵向温度的对比可以证明使用电弧传感器的电弧加热形成的熔池截面形状应该是碗状的,而非指状.通过对电弧电流密度场和电场的分析解释了电弧温度场为纺锤形的原因. 展开更多

关键词 水下焊接 旋转电弧传感器 高压 仿真

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基于旋转电弧传感器的焊接电流波形研究 被引量：6

19

作者 乐健 张华 叶艳辉 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2014年第6期31-33,37,共4页

为了实现焊接的自动化,必须研制出新型的传感器,并对采集到的信号进行滤波与分析。介绍了旋转电弧传感器的工作原理。由于采样得到的焊接电流中含有大量的噪声,必须通过多种滤波方法的组合,最终得到较理想的焊接电流波形。为了研究焊接... 为了实现焊接的自动化,必须研制出新型的传感器,并对采集到的信号进行滤波与分析。介绍了旋转电弧传感器的工作原理。由于采样得到的焊接电流中含有大量的噪声,必须通过多种滤波方法的组合,最终得到较理想的焊接电流波形。为了研究焊接电流的波形,进行了小弯曲角焊缝的跟踪实验,直角转弯角焊缝的跟踪实验。结果表明:滤波后的焊接电流波形比较理想,通过焊接电流波形,可以识别出焊枪是前倾、后倾,还是既不前倾也不后倾,焊枪是左偏、右偏,还是对中,为偏差识别和焊接机器人的控制铺平了道路。 展开更多

关键词 旋转电弧传感器 滤波 小波变换 焊接电流波形 焊接自动化

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激光穿孔点焊接瞬态过程数值分析 被引量：3

20

作者 吴家洲 张华 +1 位作者 李玉龙 张奇奇 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期52-57,163,共7页

考虑工件表面等离子体作用,建立了小孔和熔池传热与传质耦合的穿孔点焊数值分析模型.采用随小孔形状变化的自适应热源模型,热源形态依小孔形状变化而实时改变.模型考虑了蒸发现象所引起的质量转换和能量损失,利用焓–孔介质法处理焊接... 考虑工件表面等离子体作用,建立了小孔和熔池传热与传质耦合的穿孔点焊数值分析模型.采用随小孔形状变化的自适应热源模型,热源形态依小孔形状变化而实时改变.模型考虑了蒸发现象所引起的质量转换和能量损失,利用焓–孔介质法处理焊接过程动量损耗.主要考虑液态金属蒸发所带来的反冲压力、表面张力和液体静压力并通过流体体积方程计算小孔壁面.结果表明,小孔形成直至穿孔过程都可能产生向上和向下的飞溅、焊瘤和余高.激光的瑞利散射、工件表面等离子体的热效应,激光束反射和等离子体膨胀作用,使得工件上/下的焊缝宽度比中间略大.模拟计算值与试验结果比较,二者在形状和尺寸基本吻合. 展开更多

关键词 点焊接 深熔焊 瞬态过程 瑞利散射 小孔

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