[發(fā)明專利]一種預(yù)測水下濕法焊接焊縫熔寬的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010781754.0
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111985094A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)春妍;易思;張浩;張可召;姜心怡;邱中浩
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)常州校區(qū)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;B23K31/12;G06F111/10
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

本發(fā)明公開了一種預(yù)測水下濕法焊接焊縫熔寬的方法，在水下條件下實施焊接的過程中綜合考慮水環(huán)境因素對焊縫熔寬的實際影響，構(gòu)建預(yù)測模型為：W＝?5.54+0.05I+0.34U?0.03h+4.80×10^?4IU+1.88×10^?5Ih+2.17×10^?4Uh+8.62×10^?5I²?5.00×10^?3U²+1.42×10^?4h²；本發(fā)明所構(gòu)建的預(yù)測模型，通過充分考慮水下環(huán)境因素對焊縫熔寬的影響，結(jié)合二階響應(yīng)曲面模型所獲得的預(yù)測模型準(zhǔn)確，能夠有效地指導(dǎo)實際水下焊接過程，根據(jù)預(yù)測的熔寬，得到合適的焊接參數(shù)，進(jìn)而改善焊接工藝，節(jié)省人力物力，得到更好的焊接性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于模擬算法領(lǐng)域，具體涉及一種預(yù)測水下濕法焊接焊縫熔寬的方法。

背景技術(shù)

水下焊接的質(zhì)量的好壞很大程度上決定了水下工程的可靠性，目前水下濕法焊接因其應(yīng)用范圍廣、成本較低，在水下工程建設(shè)中的優(yōu)勢十分明顯，因此研究水下濕法焊接接頭的焊接工藝性能，對于提高焊接效率、改善焊縫成形具有極大的意義。

焊縫成形質(zhì)量是影響焊縫力學(xué)性能的重要因素，而焊縫熔寬嚴(yán)重影響焊縫成形的質(zhì)量，受到水下嚴(yán)酷的環(huán)境影響。由于水下濕法焊接過程是一個復(fù)雜的非線性的過程，確定最優(yōu)焊接參數(shù)需要花費(fèi)大量的時間與成本，因此需要一個有效的方法對焊縫的熔寬進(jìn)行預(yù)測以得到最佳的焊接參數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對水下濕法焊接焊縫熔寬難預(yù)測的問題，本發(fā)明提出一種預(yù)測水下濕法焊接焊縫熔寬的方法。

實現(xiàn)上述技術(shù)目的，達(dá)到上述技術(shù)效果，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種預(yù)測水下濕法焊接焊縫熔寬的方法，在水下條件下實施焊接的過程中綜合考慮水環(huán)境因素對焊縫熔寬的實際影響，構(gòu)建預(yù)測模型為：

W＝-5.54+0.05I+0.34U-0.03h+4.80×10^-4IU+1.88×10^-5Ih+2.17×10^-4Uh+8.62×10^-5I²-5.00×10^-3U²+1.42×10^-4h²；

式中：W為焊縫熔寬，I為焊接電流，U為焊接電壓，h為水深。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，構(gòu)建預(yù)測模型的步驟包括，

搭建水下濕法焊接平臺，綜合考慮水深、電壓和電流值作為參數(shù)變量設(shè)置實驗方案，獲取焊縫熔寬，采集實測樣本數(shù)據(jù)；

調(diào)用Design-Expert軟件中的二階響應(yīng)曲面模型，輸入樣本數(shù)據(jù)，獲得預(yù)測模型。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，基于Box-Behnken實驗設(shè)計方法設(shè)計實驗方案。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述實驗方案中，所述電壓選用的范圍為25～35V，所述電流選用的范圍為150～300A，所述水深選用的范圍為0～60m。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的水環(huán)境因素包括水深和水溫，所構(gòu)建的預(yù)測模型適用于20-25℃的溫度環(huán)境。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括根據(jù)實測數(shù)據(jù)對構(gòu)件的預(yù)測模型進(jìn)行驗證。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所構(gòu)建的預(yù)測模型，通過充分考慮水下環(huán)境因素對焊縫熔寬的影響，結(jié)合二階響應(yīng)曲面模型所獲得的預(yù)測模型準(zhǔn)確，能夠有效的指導(dǎo)實際水下焊接過程，根據(jù)預(yù)測的熔寬，得到合適的焊接參數(shù)，進(jìn)而改善焊接工藝，節(jié)省人力物力，得到更好的焊接性能。

附圖說明