[發明專利]一種H型鋼焊接溫度的間接測量與在線調控方法

有效

• 申請號: 202010018072.4
• 申請日: 2020-01-08
• 公開（公告）號: CN111380615B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 李明;馬杭洲;張豪輝
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/02;G06F30/20;G06F30/17;G06F119/08
• 代理公司: 石家莊眾志華清知識產權事務所(特殊普通合伙) 13123
• 代理人: 張建

1.一種H型鋼焊接溫度的間接測量與在線調控方法，其特征在于：包括以下步驟：

①、設定初始生產速度為V，初始電源輸出功率為P；

②、調節翼板測溫組件位置，選定H型鋼上翼板外表面上M組待測位置，每組待測位置上選定2n+1個點，并采集其位置參數

以H型鋼上翼板外表面焊接點正上方為坐標原點建立坐標系，令每組待測位置位于焊縫中間的點的編號為M₀，待測點M₀相鄰兩點編號分別為M_-1、M₊₁，其余點的位置以此類推；

③、翼板測溫組件采集H型鋼上翼板外表面上選定位置處的溫度

④、以ρ、k、c、t為模型參數，為待求變量即上翼板內表面上與外表面指定點對應處溫度，構造出傳熱模型如下；

式中：

ρ------密度，kg/m³；

k------材料的導熱系數，k＝k₀·μ，W/m℃；

k₀------各向同性材料的導熱系數，W/m℃；

μ------導熱系數修正因子，1.1≤μ≤1.5，初始令μ取最小值1.1；

------上翼板外表面上指定點處溫度，℃；

------上翼板內表面上與外表面指定點對應處溫度，℃；

c------比熱容，J/kg℃；

t------時間，s；

------點M_N的位置參數；

通過所述傳熱模型由控制柜求得上翼板內表面上與外表面指定點對應處溫度

⑤、令H型鋼上翼板內表面焊接點處直線為v，通過構造的插值計算模型可求出直線v上對應2n+1個點的溫度值，其中v₀為焊接點，構造出的插值計算模型如下；

式中：為基于各測溫點m_n的溫度沿軸向插值得到的直線v上各點溫度，為基于測溫點m₀的溫度沿軸向插值得到的焊接點處溫度值；為的m次插值多項式，是以為終點的m次插值多項式；為點v_n的位置參數，為點a_n的位置參數；

⑥、將帶入步驟⑤所述插值計算模型中，插值計算出為基于直線v上除沿軸向插值得到的焊接點溫度的各點溫度值橫向插值計算出的焊接點溫度；

⑦、將軸向插值得到的焊接點溫度與橫向插值計算出的焊接點溫度進行比較，

若二者之差的絕對值小于等于25℃，則表明插值計算出的焊接點溫度與真實情況符合，取焊接點處溫度值為

并執行步驟⑧；

若二者之差的絕對值大于25℃，則表明插值計算出的焊接點溫度與真實情況不符，返回步驟④修正所構造的傳熱模型令導熱系數修正因子μ＝μ+Δμ，重新計算上翼板內表面上與外表面指定點對應處溫度，并重新插值計算焊接點處溫度；

⑧、將T₀的值與最適宜焊接溫度范圍1350℃±30℃進行對比，若T₀在此溫度范圍內，則保持現有生產速度與電源輸出功率并執行步驟⑨；

若T₀小于1320℃，則增大電源輸出功率P，令P＝P+ΔP₁，控制系統采集信號，并返回步驟②；

若T₀大于1380℃，則提高生產速度V，令V＝V+ΔV₁，控制系統采集信號，并返回步驟②；

⑨、檢測是否有停止生產信號輸入，若有，則結束循環，若無則由控制系統采集信號，并返回步驟②以實現焊接溫度的閉環控制。