水下焊接機(jī)器人實(shí)驗(yàn)樣機(jī)研制與焊接工藝研究.pdf

1、在能源危機(jī)日趨嚴(yán)重，陸地資源日漸枯竭的今天，人類正將視線逐漸投向海洋，各種海洋結(jié)構(gòu)物不斷涌現(xiàn)，海洋資源開發(fā)成為全球戰(zhàn)略。海洋結(jié)構(gòu)物由于其工作環(huán)境惡劣，承受載荷復(fù)雜，極易損壞，其安裝和維護(hù)都離不開焊接與水下焊接。水下焊接技術(shù)的合理應(yīng)用可降低海洋結(jié)構(gòu)物運(yùn)營成本，縮短其維護(hù)周期，加強(qiáng)對其研究和應(yīng)用對開發(fā)海洋事業(yè)，提供海洋能源意義巨大。目前水下焊接工作主要依賴潛水員進(jìn)行水下操作，極少部分實(shí)現(xiàn)了潛水員輔助的自動化和智能化技術(shù)，焊接效率低，成本高，

2、危險(xiǎn)性高。未來水下焊接的發(fā)展方向?qū)⒏嗟慕Y(jié)合水下機(jī)器人與水下焊接工藝，水下焊接機(jī)器人將是水下濕法焊接研究的重點(diǎn)課題。
　　本文以研制開發(fā)一種適用于實(shí)驗(yàn)室水池進(jìn)行水下焊接試驗(yàn)的水下焊接機(jī)器人為目標(biāo)，開展一系列工作一方面嘗試設(shè)計(jì)與制造水下焊接機(jī)器人試驗(yàn)樣機(jī)，一方面研究適用于該水下焊接機(jī)器人的濕法焊接工藝。首先將水下焊接機(jī)器人試驗(yàn)樣機(jī)的研制分為機(jī)體框架、浮力模塊、動力推進(jìn)系統(tǒng)、水下自動焊接機(jī)構(gòu)、水下耐壓密封艙五個(gè)部分的詳細(xì)設(shè)計(jì)。針對五個(gè)

3、部分分別設(shè)計(jì)制造了PVC塑料與鋁合金開放式機(jī)體框架，可調(diào)節(jié)浮力筒浮力模塊，全閉式磁力耦合推進(jìn)器與ABS材料3D打印漿推進(jìn)系統(tǒng)，高強(qiáng)度有機(jī)玻璃（PMMA）耐壓密封艙，滾珠絲杠線性模組焊接機(jī)構(gòu)。并利用理論分析和數(shù)值模擬進(jìn)行各系統(tǒng)進(jìn)行了理論計(jì)算與校核。完成該水下焊接機(jī)器人組裝調(diào)試后，以等離子弧焊接為焊接工藝進(jìn)行了大量水下濕法焊接試驗(yàn)，得到了良好的焊接參數(shù)與焊縫成型。最后從宏觀和微觀角度對焊縫成型及焊接質(zhì)量進(jìn)行分析，并通過拉神試驗(yàn)驗(yàn)證焊接質(zhì)量良