發(fā)布時(shí)間：2020-11-22 03:11

　　 介質(zhì)盒是磁選機(jī)的核心部件,決定磁選機(jī)選礦的純度和效率。目前磁選機(jī)介質(zhì)盒采用非熔化極氬弧焊,由人工焊接完成,不但生產(chǎn)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、產(chǎn)品合格率低,而且氬弧焊對工人眼睛以及皮膚的傷害非常嚴(yán)重。因此,設(shè)計(jì)一臺(tái)焊接效率高、焊接質(zhì)量好、合格率高的介質(zhì)盒焊接設(shè)備對減小工人勞動(dòng)強(qiáng)度,降低企業(yè)成本,提高企業(yè)競爭力具有重要意義。介質(zhì)盒是由三塊鎳鐵合金板和若干軟磁合金棒組裝而成,目前人工焊接采用的焊接工藝都是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行選擇,焊接質(zhì)量差,產(chǎn)品合格率低。因此,本文首先研究焊接電流、焊接速度、氬氣流量、噴嘴直徑、弧壓等焊接工藝對焊接質(zhì)量的影響,然后選出對焊接質(zhì)量影響較大的三個(gè)工藝參數(shù)(焊接電流、焊接速度、弧壓),采用正交試驗(yàn)法對其進(jìn)行優(yōu)化,確定最優(yōu)焊接工藝參數(shù),最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工藝優(yōu)化結(jié)果。由于介質(zhì)盒焊接順序?qū)�介質(zhì)盒焊接變形量有較大影響,所以本文首先使用有限元分析軟件ANSYS對介質(zhì)盒合金板單道焊縫的溫度場、應(yīng)力場和變形場進(jìn)行分析,得出TIG焊接對介質(zhì)盒合金板應(yīng)力和變形的影響,然后利用非線性有限元分析方法對介質(zhì)盒合金板不同焊接順序進(jìn)行仿真分析,定性的比較不同焊接順序下介質(zhì)盒合金板的縱向變形量和橫向變形量,得到最小形變量的焊接順序,最后通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證仿真分析的結(jié)果。經(jīng)過對介質(zhì)盒結(jié)構(gòu)、焊接工藝和質(zhì)量分析,本文設(shè)計(jì)了介質(zhì)盒專用直角坐標(biāo)焊接設(shè)備。該設(shè)備采用移動(dòng)龍門式雙臂雙焊槍對稱的機(jī)械結(jié)構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)介質(zhì)盒雙面對稱位置的同時(shí)焊接,減小了介質(zhì)盒焊接變形,提高了焊接效率。焊接設(shè)備采用滾珠絲杠、齒輪齒條、直線滑軌等機(jī)械結(jié)構(gòu)和伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)X軸、Y軸、Z軸三個(gè)方向的直線運(yùn)動(dòng),開發(fā)成本低,運(yùn)動(dòng)精度高。為降低開發(fā)成本,縮短開發(fā)周期,本文采用模塊化設(shè)計(jì)的方法對焊接設(shè)備的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì),分別完成主控模塊、弧壓采集模塊、弧壓調(diào)距模塊、人機(jī)交互模塊的設(shè)計(jì)。由于介質(zhì)盒焊接熱變形導(dǎo)致弧壓(焊槍鎢極到焊點(diǎn)的距離)非線性變化,影響焊接質(zhì)量,所以本文進(jìn)行弧壓調(diào)距系統(tǒng)的設(shè)計(jì)�；�壓調(diào)距系統(tǒng)通過檢測弧壓來調(diào)節(jié)焊槍鎢極到焊點(diǎn)的距離(弧壓與鎢極到焊點(diǎn)的距離成正比例關(guān)系),使其穩(wěn)定在合理的范圍�；�壓調(diào)距系統(tǒng)采用LMS濾波算法(最小均方自適應(yīng)濾波)和專家PID控制算法,實(shí)現(xiàn)對焊接弧壓精準(zhǔn)測量和調(diào)節(jié),并使用matlab軟件建立弧壓調(diào)距系統(tǒng)的函數(shù)模型,進(jìn)行仿真分析。通過實(shí)驗(yàn)得出其弧壓控制精度達(dá)到±1V。
【學(xué)位單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TD457;TG457.2
【部分圖文】：

介質(zhì)盒焊接是將磁棒兩端分別焊接在軟磁合金板的表面（如圖1.1（b）所示），對工人的焊接技術(shù)要求較高，而且，采用的 TIG 焊接方式對工人皮膚和呼吸道損傷較大。根據(jù)調(diào)查，國內(nèi)磁選機(jī)生產(chǎn)廠家熟練的焊接工人每小時(shí)最多能夠焊接 3～5 個(gè)介質(zhì)盒，焊接速度較慢，且焊接質(zhì)量差，合格率低。（a）介質(zhì)盒焊前圖（b）介質(zhì)盒焊后效果圖圖 1.1 介質(zhì)盒焊接前、后效果圖焊接過程就是材料屈服過程，它具有三個(gè)明顯的特征：多變、瞬態(tài)、高溫?zé)峒�中，介質(zhì)盒的焊接過程中會(huì)產(chǎn)生殘余應(yīng)力和焊接變形。焊接殘余應(yīng)力對介質(zhì)盒的結(jié)構(gòu)和工作

介質(zhì)盒三維圖

ず附擁?3 到 4 倍；焊瘤缺陷 焊漏缺陷 漏焊缺陷圖 2.2 焊接缺陷圖2.2 介質(zhì)盒焊接方式的選擇焊接是工業(yè)生產(chǎn)中常用的加工方式，目前，常用的焊接方式有：手工電弧焊、埋弧焊、鎢極氬弧焊、金屬極氬弧焊、二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊、激光焊等。不同焊接方式的特點(diǎn)及適用場合如下：（1）手工電弧焊。手工電弧焊操作靈活，使用性廣泛，但是勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量穩(wěn)定性差；適于焊接 3mm 以上的碳鋼、鋁和低合金鋼等。（2）埋弧焊。埋弧焊焊接速度要比手工電弧焊快，是其焊接速度的 3 至 5 倍；焊接質(zhì)量高，勞動(dòng)強(qiáng)度低；適合焊接長直位置的橫焊縫；常用于焊接合金鋼和碳鋼的中、厚板。（3）金屬極氬弧焊和鎢極氬弧焊。焊接速度快，焊接表形相對較小，明弧便于操作；適用于焊接易氧化的鋁、鈦及其合金，以及鎳鐵合金、不銹鋼等。
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本文編號：2894015