高強(qiáng)鋼激光-電弧復(fù)合焊接工藝參數(shù)優(yōu)化研究.pdf

1、在激光電弧復(fù)合焊接中，由于對(duì)接焊接參數(shù)眾多，及其各參數(shù)之間的耦合性，任何一個(gè)參數(shù)的變化都會(huì)影響到焊接接頭質(zhì)量，尤其是焊縫的形貌。在焊接過(guò)程中，由于各品牌焊機(jī)的具體內(nèi)部參數(shù)不同，以及焊接的場(chǎng)所也存在差異，要保證良好的焊接形貌以及焊接接頭質(zhì)量需要在實(shí)驗(yàn)室做大量的樣本焊接實(shí)驗(yàn)，在大量的實(shí)驗(yàn)中找出較好的焊接工藝參數(shù)組合。由于影響最終焊接工藝參數(shù)的組合眾多，采用實(shí)驗(yàn)的方法來(lái)獲得各種參數(shù)的最優(yōu)組合，這樣的實(shí)驗(yàn)次數(shù)大的無(wú)法想象，在實(shí)際操作中也無(wú)法實(shí)現(xiàn)

2、。
　　本文以BP(Back Propagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立激光電弧復(fù)合焊接的工藝參數(shù)和焊縫形貌尺寸，焊接的力學(xué)性能（抗拉強(qiáng)度和沖擊功）之間離散的非線性對(duì)應(yīng)關(guān)系。在高強(qiáng)鋼對(duì)接焊的試驗(yàn)中，焊接工藝參數(shù)有：焊接電流I，激光功率P，焊接頓邊D，坡口角度α，焊接間隙d。以焊縫的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立極坐標(biāo)系，每隔15°對(duì)焊縫邊緣進(jìn)行掃描獲取對(duì)應(yīng)的尺寸數(shù)據(jù)；焊接后試件的力學(xué)測(cè)試數(shù)據(jù)：抗拉強(qiáng)度σb，沖擊功W。由于該非線性映射關(guān)系的輸入焊接工

3、藝參數(shù)和輸出焊縫尺寸參數(shù)和力學(xué)性能參數(shù)較多，單獨(dú)的使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)容易出現(xiàn)早熟現(xiàn)象使得預(yù)測(cè)效果欠佳而且出現(xiàn)焊接參數(shù)變化不明顯預(yù)測(cè)值不變的情況。基于上述現(xiàn)象，本文采用遺傳算法對(duì)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值和閾值進(jìn)行優(yōu)化，并采用附加動(dòng)量法和自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率的梯度下降法的改進(jìn)型BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)提高預(yù)測(cè)的精度。經(jīng)優(yōu)化后的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的泛化能力增強(qiáng)，網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)精度提高，所有的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)際數(shù)據(jù)相對(duì)誤差在10％以內(nèi)。
　　通過(guò)優(yōu)化后的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，能夠獲得高精度

4、的焊接工藝參數(shù)和焊縫形貌尺寸參數(shù)、力學(xué)性能參數(shù)之間的非線性映射關(guān)系。基于此’虛擬‘函數(shù)，利用遺傳算法在焊接工藝參數(shù) D∈[2,4]，d∈[0.1,0.8]，ɑ∈[30,60]，P∈[2300,2800]，I∈[200,280]范圍內(nèi)，根據(jù)焊接參數(shù)對(duì)應(yīng)的焊縫形貌對(duì)稱度 sym、σb、W為優(yōu)化準(zhǔn)則，在其他焊接工況環(huán)境和參數(shù)不變的情況下進(jìn)行優(yōu)化。最終優(yōu)化結(jié)果為在獲得最終最優(yōu)的焊接形貌的參數(shù)為：鈍邊2.8mm，坡口41o，焊接間隙0.6mm,焊