P-GMAW起弧过程特征分析及稳定性判别方法.pdfVIP

第

45

卷

第

6

期焊

接

学

报Vol.45(6):53−60,67

2024

年

6

月TRANSACTIONSOFTHECHINAWELDINGINSTITUTIONJune2024

P-GMAW起弧过程特征分析及稳定性判别方法

刘文吉，

张亚丰，

王克宽，

岳建锋，

孙勇11211

(1.

天津工业大学,

机械工程学院,

天津,

300387；

2.

中国石油集团工程技术研究有限公司,

天津,

300451)

摘要：

脉冲熔化极气体保护焊(pulsedgasmetalarcwelding，P-GMAW)起弧过程易产生不稳定现象，会严重影响电弧传感焊

缝跟踪精度.针对这一问题，对摆动电弧窄间隙P-GMAW不稳定起弧过程的成因进行了研究，发现送丝速度对起弧过程稳定

性具有重要影响.通过对电弧图像与电信号特征进行对比分析，提取了表征电弧稳定性的电信号特征变量；为减小变量冗余

性和过拟合，采用最大似然估计法筛选并提取了8个变量，并通过主成分分析法(principalcomponentanalysis,PCA)对变量

进行融合，提取了方差贡献率最高的前两个主成分；根据因子载荷发现，相比熔滴过渡阶段和基值阶段，脉冲峰值阶段是电弧

更易发生不稳定现象的阶段.结合提取的主成分变量与二分类Logistic回归模型建立了起弧过程电弧稳定性判别模型.通过

受试者工作特征(receiveroperatingcharacteristic，ROC)曲线得到了模型的最佳阈值.结果表明，该模型对脉冲稳定性判别准

确率达到了80%以上，表明模型具有良好的判别性能.该模型对提高窄间隙高低跟踪精度、保证焊接质量具有一定应用价值.

创新点：

(1)分析得到起弧过程电弧稳定性随送丝速度的变化规律.

(2)基于主成分分析和二分类Logistic回归建立的模型可有效实现起弧过程脉冲稳定性的判别.

关键词：

窄间隙焊接；起弧过程稳定性；主成分分析；二分类Logistic回归

中图分类号：TG

409

文献标识码：A

doi：10.12073/j.hjxb.20230615004

Arcinitiationprocesscharacteristicsandstabilityevalution

methodinP-GMAW

11211

LIU

Wenji,

ZHANG

Yafeng,

WANG

Kekuan,

YUE

Jianfeng,

SUN

Yong

(1.

School

of

Mechanical

Engineering,

Tiangong

University,

Tianjin,

300387,

China;

2.

CNPC

Engineering

Technology

R

D

Company

Limited,

Tianjin,

300451,

China)

Abstract:ThearcinitiationprocessofP-GMAWispronetoinstability,whichcansignificantlyaffecttheaccuracyofarcsensing

andweldseamtracking.Inrespon