基于DE-GMAW的镁合金薄板机器人焊接熔透控制

镁合金薄板做为一种具有轻重量高性能材料，在航空航天等领域具有广泛的用途。常规焊接方法容易产生气孔、变形等熔透缺陷，影响了该材料的应用。因此，如何设计熔透控制方法获取高质量镁合金薄板焊缝质量，是当前制造领域需要解决的难点之一。.项目是针对上述背景提出。项目首先根据规划搭建镁合金薄板焊接机器人硬件系统；其次，设计基于外部视觉传感方式的焊接机器人标定、跟踪方法，实现焊接过程的智能行走；设计DE-GMAW工作回路系统及焊枪位置关系，简化双弧控制过程；设计双弧熔池监控方法，实现熔池特征信息提取；设计熔滴过渡控制方式，降低焊缝热输入量，提高成形质量与焊接效率；最后，设计基于双弧方式的焊接机器人焊缝熔透控制实验，分析焊缝微观组织特性，进一步优化研究方法，实现镁合金薄板高效率高质量焊接。.因此，项目的提出，不仅是解决镁合金薄板焊接缺陷的有效措施之一，而且能够推动复杂条件下机器人智能焊接技术的深入发展。

项目组设计了移动焊接平台，设计了DE-GMAW焊接回路和电弧图像采集系统，通过滤光、减光等方式设计了多种复合滤光方案获取熔池区域图像信息；开展了焊缝初始位置导引研究，提出了基于图像特征的SSDA匹配算法；开展了熔池图像融合研究，设计了针对性的熔池图像融合规则。开展了熔池边缘图像尺寸计算研究，镁合金熔池最大长度为6.24mm，最大宽度为6.84mm；其次，研究了双电弧热源作用机制，通过ANSYS模拟表明，当DE-GMAW焊接旁路电弧热效率因子为0.28~0.32时，模拟的熔池参数与实际焊接最为接近；最后项目组开展了镁合金DE-GMAW工艺研究，分析了熔滴不同过渡模式，以及焊缝成形与微观组织等多种因素；实验表明，当熔滴过渡模式为小颗粒模式，实现镁合金板熔透成形的工艺参数如下：总电流225 A，旁路电流140 A，焊接速度2.8 m/min。