钨极惰性气体保护焊熔池表面传感的建模及仿真

摘要

熔池表面的三维测量对实现GTAW焊缝熔透控制及深入理解电弧与熔池的耦合作用具有十分重要意义.基于激光视觉法的原理提出了一种新型的熔池自由表面测量方法并搭建了试验平台.在熔池表面测量试验中发现激光光路参数变化对反射激光点阵图像有较大影响.为了研究激光器入射角(θ)、激光器到熔池距离(D)、成像屏到钨极距离(L)变化对传感质量的影响规律,首先建立了熔池表面标准模型及入射线、反射线、成像屏方程,利用MATLAB软件采用光学反射定律逆向仿真反射点阵的变化;并通过工艺实验对仿真的最佳参数进行了验证.结果表明,θ、D、L的最佳调节范围为28-32度、45-55mm、50-60mm;仿真结果与试验结果基本一致.