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钢轨现场维修超窄间隙焊接系统及焊接参数设定研究
| 论文题名： | 钢轨现场维修超窄间隙焊接系统及焊接参数设定研究 |
| 关键词： | 钢轨对接;超窄间隙;焊接系统;参数设定 |
| 摘要： | 随着铁路运营里程不断增长，客运提速、货运重载、行车密度不断增大。各种铁路伤损不断，现场维修任务繁重。高速铁路需要实现钢轨的无缝连接，传统的钢轨焊接方法存在设备庞大、接头质量不理想以及焊接效率低等问题，难以满足钢轨现场原位焊接修复的要求。焊剂带约束电弧超窄间隙焊接技术由于开坡口窄，具有焊接线能量低、焊接效率高、接头韧性强等优点，且设备简单，只要焊接参数匹配的合理，可以得到质量良好的焊接接头，有望用于钢轨现场原位修复焊接。 钢轨维修现场的恶劣环境对钢轨超窄间隙焊接装置的便携性和系统的鲁棒性提出了更高的要求。本文以三菱公司的第三代PLC FX3U-64MR/ES-A及DA模块FX3U-4DA为核心控制器，配合悬臂梁式四自由度焊枪行走机构以及通用公司的模拟焊机NB-500T，研制了适用于钢轨现场维修的超窄间隙焊接装置，并进一步对焊接参数进行了优化匹配。提出了基于案例推理的焊接参数预设定方法，通过对焊接过程电信号的分析，得到了超窄间隙焊接过程平稳的电弧稳定性量化指标范围，利用正交实验研究了焊接参数与焊缝成形质量指标之间的灵敏度，结合焊接过程稳定性和焊缝成形质量对预设定焊接参数进行反馈调节，以保证焊接质量。基于LabVIEW开发了集焊接信号采集、分析与焊接参数设定控制为一体的人机交互界面，利用LabVIEW与PLC通讯，实现了焊接参数的远程给定。同时将焊接过程操作控制部分做成一个手柄，焊接时，只需输入当前焊道的坡口宽度，由系统匹配相应的焊接参数，也可手动对相关焊接参数进行调整，待设置好相应的参数后，可以操纵手柄进行焊枪的对中、焊接的启停等焊接过程控制。 最后利用上述试验平台及方法进行了异种钢轨对接焊接试验，得到适用于该异种钢轨对接的超窄间隙焊接工艺规范，并结合焊接过程电信号对异种钢轨超窄间隙焊接熔池的形成做了分析，为钢轨超窄间隙焊接工艺过程的进一步优化奠定了基础。 |
| 作者： | 刘强 |
| 专业： | 控制理论与控制工程 |
| 导师： | 顾建军;张爱华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
| 正文语种： | 中文 |
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