焊接熔池表面形态与焊接现象模拟

摘要

随着我国经济的不断发展，焊接已经成为制造业中非常重要的工艺技术。在我们生活的各个领域所需的产品中，几乎都要用到焊接技术。特别是手工电弧焊因其具有灵活、经济、设备简单易于维护的特点优势而被广泛的应用，因此也需要大量的熟练掌握焊接技术的工人。但在培训的过程中会出现培训材料使用量巨大、能源消耗大、存在安全隐患等问题。用计算机仿真焊接进行培训可以弥补真实培训中的不足，而且还可以提高培训的质量。 本文根据焊接熔池表面、熔滴过渡的数学模型，利用计算机实时计算出熔池的表面变形，和焊缝形状。利用DirectX接口建立了三维虚拟场景，在场景中对焊接时产生的弧光、火花，焊件表面的光斑，焊缝形成后的凹凸质感进行较为逼真的模拟展现。用户通过本系统对虚拟场景中的焊丝进行操作，场景中实时的产生相应的焊接现象，焊件表面产生相应的变形。用户可以通过观察焊件和焊接现象，对自己的操作做出反馈和修正，达到培训的目的。另外，本系统还使用了硬件加速，运用HLSL技术提高了运算速度，更好的体现了系统的实时性。