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当进行水下焊接作业时，焊接作业是靠潜水员焊工操作来完成，而单人水下携带的质量受到限制，故在自我研发焊丝送丝系统时，在保证满足水下焊接作业要求的同时，尽量减小送丝机的体积，降低送丝机的质量，以便潜水员焊工水下携带。而送丝机大部分的体积和质量都分摊在了焊丝盘及焊丝上，所以杭州那泰有限元分析公司采用小直径焊丝盘。小焊丝盘的直径小，曲率大，矫直困难。所以，如果盘绕在焊丝盘上的焊丝矫直质量低，在送丝过程中，会造成焊丝与送丝管或导电嘴的管壁发生摩擦，会导致送丝不畅、送丝管堵塞、烧毁导电嘴等问题，从而影响焊接质量。尤其是在水下环境焊接作业时，如果送丝不畅，更会浪费宝贵的作业时间，增加作业成本。
焊丝矫直效果的好坏取决于矫直系统质量的高低。当前的矫直系统大多采用三轮矫直系统，利用三点弯曲的原理对焊丝进行矫直。本矫直系统为了减小结构体积，也采用三轮矫直系统。
三轮矫直系统中的轮1为下压轮，可以在竖直方向上进行调节，以获取最佳矫直位置。但是，如果下压量过大，反变形量过大，势必造成矫直后的焊丝翘曲地厉害；下压量不足，反变形过小，不能达到矫直的目的。轮3可以在横向方向上移动，如果轮3左移或者右移过大，也会影响矫直后焊丝的直线度。所以，三轮之间的距离成了焊丝矫直系统设计的难点之一。本文利用MSC.Marc进行焊丝矫直的有限元分析，对矫直后焊丝的形状进行了比较，得到了最佳的三矫直轮的轮心距。
在开始分析之前，需做以下说明：1）本送丝系统采用拉丝式送丝方式，焊丝经过矫直轮时受到牵引拉力；2）焊丝矫直轮为自由转动轮，故与焊丝之间的摩擦力忽略不计。
本文使用焊丝盘的直径为100mm，焊丝为直径1.0mm的实心焊丝，矫直轮直径为20mm。虽然焊丝紧紧地盘绕在焊丝盘上，但有一定的回弹量。当开始送丝时，初始的一段就会回弹至较大的直径。所以，在建模时，将焊丝回弹直径设为120mm。 本文根据现场的经验，调节送丝机的送丝速度为60mm/s。焊丝及矫直轮几何模型，本文选用的试验材料为API 5L X65，选用与之等强匹配的焊丝。
由于送丝机整体结构大小的限制，三轮之间的距离不能过大。轮1的初始位置与轮2和轮3轮心连线的垂直距离为20mm，轮1在此位置基础上进行下压。在每次完成分析后，轮1及轮3移动过程中的轮心距变化。
从矫直后焊丝的形状及矫直系统三轮位置关系图看出，随着a和b的变化，矫直焊丝的矫直质量是不同的。矫直后的焊丝经过导丝管导入送丝轮后，送至焊枪端，故以导丝管处焊丝的横坐标为标准直焊丝。将矫直后的焊丝节点的坐标拟合，可观察矫直后的焊丝形状，并与导丝管处直焊丝形状做比较。
从矫直结果可以看出，最接近直焊丝的为下压量为0.2mm时的矫直焊丝，但是经过拟合，发现并不是所有下压量为0.2mm的矫直焊丝都为最接近直焊丝。通过对矫直后焊丝坐标的对比分析，发现当矫直后焊丝坐标与直焊丝坐标之差的绝对值的和为最小时，矫直后焊丝的形状最接近直焊丝的形状。
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