钢轨闪光对焊参数分析及焊接接头灰斑面积预测

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钢轨焊接在高速铁路建设工程中起着十分重要的作用，铁路的高速重载发展对焊接质量提出了越来越高的要求。闪光对焊是我国钢轨焊接中使用最多的焊接方法，但闪光对焊接头中容易出现灰斑等缺陷，这些缺陷将会影响焊接接头质量及列车运行安全。闪光对焊接头形成过程中，采取合理的工艺参数可以提高接头质量，如何检测和保证钢轨闪光对焊接头质量对于提高铁路的整体安全性意义重大。因此，本文以U71MnG钢轨为实验对象，探讨了闪光对焊工艺参数选择以及接头质量预测方面的问题。
　　本文首先介绍了钢轨闪光对焊基本原理和GAAS80/580焊机的特点。针对该焊机工艺参数调节困难、焊接过程不稳定、接头质量评判难度大等问题，通过分析U71MnG钢轨焊接过程中工艺参数调试记录，选择了对接头灰斑面积影响较大的13个工艺参数设计了正交试验，通过分析正交试验结果，明确了各工艺参数对焊接接头灰斑面积的影响次序，获得了 U71MnG钢轨焊接过程中最优匹配的工艺参数组合。其次分析了闪光对焊工艺过程，对焊接过程中灰斑的形成机理进行了说明。根据GAAS80/580焊机焊接过程中记录的焊接电流、压力和动端位移曲线，从中提取了影响接头灰斑面积的10个特征参数。然后说明了 BP神经网络基本原理，以提取的特征参数作为BP神经网络的输入量，建立钢轨闪光对焊接头灰斑面积预测模型。由于BP网络自身的缺陷，该模型的预测结果误差较大，因此分别采用遗传算法(Genetic Algorithm，简记为GA)和粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization，简记为PSO)对BP网络的权值和阈值进行了优化，建立了闪光对焊灰斑面积的GABP预测模型和PSOBP预测模型。最后，利用相同的训练样本和测试样本对三种灰斑面积预测模型进行了训练和测试，比较了各种模型的预测结果，结果表明：本文提取的特征参数能较好地反映钢轨闪光对焊接头的灰斑大小，优化后的模型预测精度明显提高，其中PSOBP模型的预测效果最好。

著录项

作者
高佛来;
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作者单位

兰州理工大学;

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授予单位兰州理工大学;
学科控制工程
授予学位硕士
导师姓名张爱华,毕晓敏;
年度 2015
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原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类钢;电阻焊（接触焊）设备;
关键词
钢轨焊接; 闪光对焊; 焊接工艺; 灰斑面积;

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1. 基于BP神经网络的钢轨闪光对焊接头灰斑面积预测 [J] . 张爱华 ,高佛来 ,牛小革 . 焊接学报 . 2016,第011期
2. 基于RBF神经网络的钢轨交流闪光焊接头灰斑面积预测 [J] . 吕其兵 ,谭克利 ,骆德阳 . 焊接学报 . 2008,第002期
3. 钢轨闪光对焊接头中灰斑的形成机制 [J] . 高伟 ,朱君 ,曹文彬 . 焊接 . 2014,第010期
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5. 小黑杨灰斑病流行动态的模糊聚类分析及预测预报的初步研究 [J] . 许成启 ,汪太振 . 林业科学 . 1990,第005期
6. 小黑杨灰斑病流行动态的模糊聚类分析及预测预报的初步研究 [C] . 许成启 . 第三届全国林病学术讨论会 . 1988
7. 钢轨闪光对焊接头的灰斑形成机制研究 [A] . 朱君 . 2014

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