低变形薄壁构件RPAW焊接质量控制技术(3)
弧焊机器人与自动控制技术是息息相关的，因为它是自动控制技术与组件的结合。自动控制技术是现代化工业生产的重要技术，它是指在人不直接参与的情况下，使机器设备自动按想要的轨迹运行，其中信息反馈最为重要。高世鹰对自动控制技术在焊接中的创新应用进行了研究，扩展了这方面的理论[29]。
1.4 本课题的研究背景、目的和主要研究内容
1) 课题背景及目的：
等离子弧焊由于具有能量集中，焊缝成形质量好，外形美观，热影响区小，焊速快，可单面焊一次双面成型，设备成本低等特点，被广泛应用。由于试验工件是薄板与中厚板的焊接，虽然手工电弧焊设备和操作方便，使用广泛。但是其焊接效率低，焊接质量不稳定，并且容易导致较大的焊接变形，本课题主要为了减少焊接变形，提高焊接效率，采用机器人等离子弧焊自动焊接方法代替传统的手工电弧焊焊接工艺，以期减少焊接变形，提高悬浮稳定装置的焊接效率和焊接质量。
本课题试验研究的焊接对象为平衡悬浮装置结构。该悬浮装置具有特殊结构形式——T型角接结构，这种接头形式焊接难度较大，且易形成较大的焊接缺陷，经常出现的焊接缺陷是未焊透和焊穿[30]。这二种情况给原有结构加工和设计带来非常大的困难，造成大量的额外机械加工成本，降低了生产效率。由于悬浮稳定装置具有大小两个同心圆筒件，所以需要两种焊接工艺，内圈焊接时由于T型角接接头，改变了一些客观条件使得难以得到完美的焊缝；另一方面在焊完内圈后，由于两同心圆距离太小导致焊枪无法深入进去，所以只能在外圈一次性焊透并且保证将三毫米的薄板焊上，所以急需新的等离子焊接工艺参数来保证焊接效果。根据这两点，本试验研究确定了新的焊接工艺参数以希望获得最优的焊接效果。本文对Q235普通碳钢薄板T形接头结构件的焊接参数、焊接性能和接头组织、焊接缺陷等进行研究，用来以探究并获得性能和组织良好的接头和最优的工艺参数。
2) 研究内容
本课题主要针对筒形悬浮装置的T型特殊结构，利用3mm碳钢板，搭接T型角焊缝形式，采用等离子弧焊焊接方法，基于机器人自动焊接工作站，探讨等离子焊接工艺参数的过程控制技术，研究薄壁筒形件两种不同工艺方法的最佳焊接工艺参数。具体研究内容如下：
a) 进行3mm碳钢薄板与厚壁筒形构件即内筒的等离子焊接试验研究，在试验过程中填加焊丝，获得表面成形美观、焊接质量良好的T型焊缝，并得到最佳焊接工艺参数。
b) 进行3mm碳钢板与中厚壁筒形构件即外筒的等离子焊接试验研究，不填焊丝，获得表面成形美观、焊接成形良好的T型焊缝，并得到最佳的焊接工艺参数。
c) 选择焊缝中外观和质量成形良好处用于T型接头试样的选取和切割，将得到的接头试样进行金相试验样品的制备，通过抛光、腐蚀后，用光学显微镜进行金相组织的观察、对比。
d) 将得到的T型接头经打磨、抛光、腐蚀后，用显微硬度计测接头各个区的显微硬度，画曲线对比分析。
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