تعیین هندسه جوش و بهینه سازی آن در جوشکاری زیرپودری فولاد ترمومکانیکال به روش ماشینبینایی

جوشکاری زیر پودری از روش های مهم جوشکاری با نرخ رسوب بالا و کیفیت جوشکاری مناسب محسوب می شود که در جوشکاری ورق های ضخیم، مخصوصا جوشکاری لوله های قطور انتقال نفت و گاز و مخازن تحت فشار، کاربرد زیادی دارد. در این روش، تنظیم دقیق پارامترهای جوشکاری جهت نیل به جوشکاری با کیفیت بالا، از اهمیت زیادی برخوردار است. عموما تنظیم پارامترها به صورت سعی و خطا، با استفاده از مقادیر پیشنهادی سازندگان دستگاه و یا کتب فنی (مراجع جوشکاری) صورت می گیرد که روش دقیقی نمی باشد. در این تحقیق، جهت پیش بینی دقیق هندسه ی جوش، از مدل فازی استفاده شده است. بدین منظور، آزمایش های عملی در شرایط مختلف جوشکاری بر روی ورق فولادی لوله های انتقال گاز با گرید api x65 صورت گرفته است. در ادامه، تلاش شده است تا با بکارگیری سیستم بینایی پیشنهادی، اندازه گیری ابعاد هندسه ی جوش حاصل از فرآیند جوشکاری زیرپودری این ورق ها تسهیل گردیده و اندازه گیری این پارامترها با سرعت بیشتری همراه شود. در گام بعد و با استفاده از اندازه گیری های انجام شده در مرحله ی قبل، یک سیستم فازی جهت پیش بینی هندسه ی جوش در این فرآیند طراحی شده است که ورودی های آن جریان، ولتاژ و سرعت جوشکاری و خروجی های آن عمق نفوذ جوش، عرض و ارتفاع گرده ی جوش می باشد. در گام آخر نیز با استفاده از بهینه سازی چند هدفه و روش nsga-ii، پارامترهای کنترلی فرآیند جهت رسیدن به مقادیر بهینه-ی شاخص های انحنا و نفوذ جوش، بهینه سازی شده اند. نتایج این تحقیق نشان می دهد که سیستم بینایی پیشنهادی، عملکرد مطلوبی در اندازه گیری هندسه ی جوش دارد. همچنین مدل فازی ارائه شده، می تواند با دقت مطلوبی هندسه ی گرده ی جوش را تخمین بزند و برای بکارگیری عملی در تنظیم پارامترهای جوشکاری خط تولید لوله های فولادی، مناسب است. در پایان نیز نتایج حاصل از پیاده سازی الگوریتم nsga-ii نشان می دهد که این الگوریتم، می تواند به طور موثر در بهینه سازی پارامترهای فرآیند جوشکاری بکارگرفته شود.