焊縫表面覆蓋的一層渣殼稱為熔渣。焊條熔化末端到熔池表面的距離稱為電弧長度。從焊件表面至熔池底部距離稱為熔透深度。熔透應該可以理解為接頭根部未完全熔透這一個現象。
簡介
基於正面溫度場信息進行背面熔寬控制是焊接研究的前沿領域,而實時控制時正面測溫點的選擇也是一個很重要的方面。本文在已建立的試件有限尺寸三維溫度場解析模型的基礎上,利用相關性原理同時考慮溫度變化的靈敏度問題,同時還考慮實際焊縫的區域,定量地給出了控制背面熔寬時正面測溫點的選擇區域,提供了測溫點的一般選擇原則。
處理
介紹了如何利用正面溫度信息來控制背面熔透的思路和方法,同時還建立了與實際的焊接條件相近的既考慮板厚及板寬的影響,同時也考慮電弧熱源的非均勻分布特點的三維焊接溫度場解析模型。因為對背面熔寬預測是建立在這個解析模型的基礎上,因此實時控制時測溫點的選擇也應是以這個模型為基礎的,解析模型如式(1)[1]所示,即式中:T0為試件初始溫度;ρ為密度;c為比熱容;a為熱擴散率;v為焊接速度;m為整數;n為整數;σ為高斯分布參數;δ為板厚;t為焊接時間;t1為積分參數;q(t1)為電弧熱源功率;B為板寬度。式(1)的建立是以在t=0時刻作為坐標原點,以焊速方向為x1軸正方向,建立定坐標系(x1,y1,z1),並以電弧中心(x1a,y1a,0)為動坐標原點,建立隨熱源移動的動坐標系(x,y,z),x1軸和x軸重合,如1[1]所示。2 測溫點與背面熔寬的相關性測量正面溫度信息的主要目的就是比較準確地預測背面熔寬,那么如何選擇測溫位置就變為一個很重要的問題[2]。為了評價不同測溫點與背面熔寬的聯繫程度,在這裡引入相關性的概念,即定義測溫點的溫度與背面熔寬的相關係數如下
式中: b代表背面熔寬;T 代表正面測量點的溫度;μb、 μT分別代表 b、T的方差;μbT代表b和T的協方差,表達式為式中:E表示期望值;b分別代表b、T的平均值。這樣相關係數r bT的大小就能用來評價不同計算測溫點與背面熔寬的相關聯程度。圖2是厚度為1.5mm、2.0mm、3.0mm的不同試件,在寬度變化和電流變化的情況下不同計算測溫點與背面熔寬相關係數分布圖,電流變化70~180A,試件寬度變化20~30mm。電弧中心為(0,0)。