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杜兰特毕业设计论文推荐
俄克拉荷马理工大学
本科生毕业设计（论文）
基于VB的焊接图形系统的
开发与研究
学院（系）：
材料学院
专业班级：
材料成型0803班
学生姓名：
杜兰特
指导教师：
布鲁克斯
学位论文原创性声明
本人郑重声明：
所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：
年月日
学位论文版权使用授权书
本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
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本学位论文属于1、保密囗，在年解密后适用本授权书
2、不保密囗。
（请在以上相应方框内打“√”）
作者签名：
年月日
导师签名：
年月日
摘要
参数化自动绘图技术在机械领域经常使用，它有助于绘图效率的提高。
本程序是为绘制焊接坡口和焊接顺序而开发的程序，主要是针对焊接过程中主要采用的焊接坡口形式和焊接顺序的绘制。
本文在分析专家系统应用于焊接领域内的基础上，根据焊接工艺设计的原理，研究了焊接工艺设计的特点，提出了系统的设计思想，确定了系统总体框架及各模块功能，采用面向对象的可视化编程语言visualbasic6.0中文企业版。
程序可以实现焊接坡口和焊接顺序示意图自动生成。
用户只需要在对话框中输入相关数据，其余的绘图工作由程序自动完成。
关键词:
焊接坡口;焊接顺序;VB;visualbasic6.0;参数绘图
Abstract
AutomaticparameterizationDrawingtechnologyisofenusedinmachineryfield，ithelpstoenhancetheefficiencyofdrawing.Thisprocedureisdrawnforweldinggroovesandweldingsequence，mainlyontheweldingprocessofcommonweldinggroovesandthedrawingofweldingsequence.
Basedontheanalysisoftheexpertsystemusedintheweldingfield，andonthebasisoftheprincipleofdesignaccordingtotheweldingprocess，weldingprocessofthedesigncharacteristic，thispaperputsforwardthedesignphilosophyofthesystem，makesurethesystemframeworkandthefunctionalmodules，byusingobjectorientedprogramminglanguagethevisualizationofvisualbasic6.0Chineseenterpriseedition.Theprogramcanrealizeweldinggroovesandweldingsequencediagramautomaticgeneration.Theuserneedonlyinputrelevantdatainthedialog，therestofthedrawingworkwillbefinishedbytheprogramautomatically.
Keywords:
VB;visualbasic6.0;Weldinggrooves;Weldingsequenceents;ParameterizationDrawing
1绪论
1.1研究背景
自从1810年俄国人发明碳弧焊接以来，焊接技术已走过了近两百年的历程。
在世界范围内，焊接技术的工业性应用始于1900年。
随着十余种新的焊接技术的发展，焊接逐渐成为了工业领域的不可或缺的材料成型方法。
下表列出了主要焊接方法的发明国家和年份。
【4】
表1主要焊接方法的发明国家和年份
焊接方法
英文缩写
发明国
发明年份
电阻焊
RW
美国
1886～1900
氧炔气焊
OAW
法国
1900
铝热焊
TW
德国
1900
焊条电弧焊
MMA、SMAW
瑞典
1907
电渣焊
ESW
俄国、苏联
1908～1950
等离子弧焊
PAW
德国、美国
1909～1953
钨极惰性气体保护焊
TIG、GTAW
美国
1920～1941
药芯焊丝电弧焊
PCAW
美国
1926
螺柱焊
美国
1930
熔化极惰性气体保护焊
MIG、GMAW
美国
1930～1948
埋弧焊
SAW
美国
1930
CO2气体保护焊
MAG、GMAW
苏联
1953
电子束焊
EBW
苏联
1956
激光束焊
LBW
英国
1970
搅拌摩擦焊
FSW
英国
1991
近50年来，全球工业现代化进一步促进了焊接技术的全面创新和开拓性的工程应用。
世界各工业发达国家对焊接基础理论的大量深入研究，使焊接成为一门独立的、自成体系的应用学科。
焊接基础理论包括焊接物理学、焊接冶金学、焊接力学及焊接控制学四大分支。
焊接工程技术则包括以下内容：
焊接结构材料焊接性的测定；焊接材料的研究与开发；焊接工艺方法的试验研究；焊接工艺的设计；焊接电源和设备的研制；焊接过程和焊接质量的监控；焊接结构的强度计算和断裂分析；焊接生产过程的机械化和自动化；焊件坯料的预处理；焊件的焊后热处理；焊件的后处理及涂装；焊件的质量检测及检测方法；焊接环保和劳动保护；焊接生产现场管理及焊接标准的制定等。
可见，焊接技术领域已成为一个巨大的科技知识宝库，而焊接技术本身也提升为现代化工业生产中只是密集型的先进制造技术。
1.2计算机在焊接方面的应用现状
从50多年前第一台计算机问世，到网络技术的出现，使得各台计算机相互联系起来，将信息相互交流做到资源共享。
由美国建立的Internet网，是当前发展最快、最有成效的国际联网。
通过网络可互发邮件（E-mail），打国际电话，文件传输（如FTP），查询检索（如WWW），网上讨论（如BBS），网络通讯手机系统（GPRS）以及网上购物等。
网络的强大功能，已深入到政治、经济、军事、商业、工业、文化、教育等各个领域，可以称为人类社会进入信息时代的标志。
【1】
制造业由于计算机和网络引发的信息技术（IT）而发生了巨大的变革，如近年所提出的"先进制造技术"（AMT），它覆盖了计算机集成制造系统（CIMS），并行工程（CE）、敏捷制造（AgileManufacturing）、精益制造（LM）、虚拟制造（VirtualManufacturing）等。
【11】
焊接技术是先进制造技术中一个重要组成部分，它将不断吸收高新技术的成果，如计算机、信息、电控、能源及现代管理等推动向前发展。
将计算机技术应用到焊接制造中，是一项很有前景的系统工程，它不仅可以提高焊接效率，实现焊接模拟，更重要的它可以实现焊接各种工艺评定的数据管理，这样就大大提高了焊接技术的广泛普及，总体来说，计算机软件系统在焊接领域中的应用主要有以下几个方面：
1）计算机模拟技术：
包括模拟焊接热过程、焊接冶金过程、焊接应力和变形等。
焊接是一个涉及到电弧物理、传热、冶金和力学等学科的复杂过程。
一旦焊接中的各个过程都实现了计算机模拟，就能够通过计算机系统来确定焊接各种结构和各种材料时的最佳设计方案、工艺方法和焊接参数。
传统上，焊接工艺总是要通过一系列的实验或根据经验来确定，以获得可靠而经济的焊接结构，计算机模拟只要通过少量验证试验证明数值方法在处理某一问题上的适用性，大量筛选工作即可由计算机完成，省去了大量的试验工作，从而大大节约了人力、物力和时间，在新的工程结构及新材料的焊接方面具有很重要的意义。
计算机模拟技术的水平还决定了自动化焊接的范围。
此外，计算机模拟还广泛用于分析焊接结构和接头的强度和性能等问题。
2）数据库技术与专家系统：
用于焊接工艺设计和工艺参数的选择、焊接缺陷诊断、焊接成本预算、实时监控、焊接CAD、焊工考试等。
数据库技术目前已经渗透到焊接领域的各个方面，从原材料、焊接试验、焊接工艺到焊接生产。
典型的数据库系统有焊接工艺评定、焊接工艺规程、焊工档案管理、焊接材料、材料成分和性能、焊接性、焊接CCT图管理和焊接标准咨询系统等。
这些数据库系统为焊接领域内各种数据和信息管理提供了有利条件。
焊接专家系统主要集中在工艺制定、缺陷预测和诊断、计算机辅助设计等方面。
现有的焊接专家系统中，工艺选择和工艺制定是最主要的应用领域，焊接过程的实时控制是重要的发展方向。
3）计算机辅助质量控制技术（CAQ）：
用于对产品的数据分析、焊接质量的实时监测等。
另外，计算机辅助设计/制造（CAD/CAM）在焊接加工中的应用也日益增加，主要用于数控切割、焊接结构设计和焊接机器人中。
【13】
2选择合适焊接坡口和焊接顺序的意义
根据设计或工艺需要，在焊件的待焊部位加工并装配成的一定几何形状的沟槽就叫做坡口。
坡口又有单面坡口和双面坡口之分，只构成单面焊缝（包括封底焊）的坡口叫做单面坡口，形成双面焊缝的坡口叫做双面坡口。
焊接顺序是指工件上各焊接接头和焊缝的焊接次序。
而焊接方向是指焊接热源沿焊缝长度增长的移动方向。
【12】
2.1坡口形式
2.1.1对接接头坡口
对接接头是最常用的接头形式，也是最完善的一种接头形式。
保证焊接质量、减少焊接变形和焊接材料消耗，需把被焊工件的边缘加工成各种形式的坡口，进行坡口对焊。
根据焊件的厚度不同，有卷边对接接头、平对接接头和坡口对接接头形式。
对接接头坡口形式有I形、V形、Y形、X形、U形、双Y形、K形、L形等。
例如，锅炉锅筒的纵、环焊缝都是对接接头。
一般情况下，手工电弧焊焊接6mm以下和自动焊焊接14mm的焊件时，采用V形坡口，V形坡口加工较方便，但焊后工件容易发生变形；钢板厚度为12～60mm时，可采用X形坡口，X形坡口比V形坡口好，在同样厚度下，它能减少焊着金属量约1/2，另外，由于焊缝对称，焊件变形小，它主要用于大厚度以及要求变形较小的结构中；U形及双U形坡口的焊着金属量更少，焊接变形也少，但这种坡口加工较复杂，一般只在较重要的及板厚较大的结构中采用，如电站锅炉锅筒用电弧焊焊接的环缝常采用这种形式。
在工业锅炉制造中，因受加工条件限制，一般采用V形坡口和不对称的X形坡口，对于小直径锅筒筒体，内侧不便用自动焊施焊时，常采用V形坡口。
【15】
2.1.2T形接头坡口
T型接头将相互垂直的工件用（角）焊缝连接起来的接头。
这种接头种类较多，能承受各种方向的外来和力矩。
这类接头应避免采用单面角焊缝，因为接头的根部有较深的缺口，其承受能力较低。
【14】
T形接头坡口型式在焊接结构中被广泛采用，特别是船体结构中，约70%的焊缝是这种接头型式。
板厚在30mm以下时可以不开坡口，若接头需承受载荷，则应按钢板厚度和对结构强度要求，可分别选用单边V形、K形或双U形等坡口形式，保证焊透，对于工作压力≥9.8MPa的锅炉，其锅筒或集箱与管子进行角焊缝连接时，则无论厚度如何都必须在管端或锅筒、集箱上开坡口。
厚板T形接头开坡口的焊缝的经济意义较大，因为角焊缝的尺寸与焊角尺寸的平方成正比，用开坡口来代替不开坡口的角焊缝，可节省大量人力和物力。
2.1.3角接接头坡口
角接接头多用于箱型结构，小型锅炉中锅筒和封头连接就属于这种形式，根据焊件厚度和坡口准备不同，角接接头可分为不开坡口、单边V形、V形以及K形4种形式。
为获得高质量的焊接接头，应选择适当的坡口型式。
坡口的选择，主要取决于母材厚度、焊接方法和工艺要求。
选择时，应注意以下问题：
尽量减少填充金属量；坡口形状容易加工；便于焊工操作和清渣；焊后应力和变形尽可能小。
在压力容器的现场组焊过程中，我们会遇到平、立、横、仰等多种焊接位置，而且焊接量大，焊工容易疲劳，为了既保证焊接质量，又提高焊接速度，改善焊接条件，我们可以从合理地设计和选取不同参数尺寸的坡口形式入手。
各带之间环缝的焊接通常采用横焊，这种焊接位置易产生焊接缺陷。
为了改善横焊位置的施焊条件，提高焊接质量和速度，可以采用上下板边坡口角度不等的坡口形式。
由于俯横焊和仰横焊的施焊难度不一样，还可以采用类似平仰焊位置坡口深度不等的坡口形式。
这种坡口的特点主要是：
板边坡口α＞β，可以防止焊接熔池中熔化金属下淌，焊工操作难度减少，防止上板边的咬边。
还可以适当增大电流，以提高焊接速度，同时，也容易保证焊接质量，当H＞h时，其作用与平仰焊位置相似。
2.2焊接坡口的作用
根据设计或工艺要求，在焊件的待焊部位加工成一定几何形状和尺寸的沟槽，叫坡口。
作用是：
1）使热源（电弧或火焰）能到达焊缝根部，保证根部焊透。
2）便于操作和清理焊渣。
3）调整焊缝成型系数，获得较好的焊缝成型。
4）调节基本金属与填充金属的比例。
采用坡口焊缝的主要作用是为了保证接头能焊透而不出现工艺缺陷。
在设计或选择坡口焊缝时，必须注意施焊可达性，其中主要考虑坡口角度、根部间隙、钝边和根部半径等参数。
为保证厚度较大的焊件能够焊透，常将焊件接头边缘加工成一定形状的坡口。
坡口除保证焊透外，还能起到调节母材金属和填充金属比例的作用，由此可以调整焊缝的性能。
坡口型式的选择主要根据板厚和采用的焊接方法确定，同时兼顾焊接工作量大小、焊接材料消耗、坡口加工成本和焊接施工条件等，以提高生产率和降低成本。
根据GB985-88规定，焊条电弧焊常采用的坡口形式有不开坡口（I形坡口）、Y形坡口、双Y形坡口、U形坡口等。
手工电弧焊板厚6mm以上对接时，一般要开设坡口，对于重要结构，板厚超过3mm就要开设坡口。
厚度相同的工件常有几种坡口型式可供选择，Y型和U型坡口只需一面焊，可焊到性较好，但焊后角变形大，焊条消耗量也大些。
双Y型和双面U型坡口两面施焊，受热均匀，变形较小，焊条消耗量较小，在板厚相同的情况下，双Y形坡口比Y形坡口节省焊接材料1/2左右，但必须两面都可焊到，所以有时受到结构形状限制。
U型和双面U型坡口根部较宽，容易焊透，且焊条消耗量也较小，但坡口制备成本较高，一般只在重要的受动载的厚板结构中采用。
【5】
生产压力容器的厂商都应该知道压力容器焊接口对于产品质量安全来说是很重要的，对于焊接坡口的形式及设计都是有一定的要求的。
在压力容器的现场组焊过程中，我们会遇到平、立、横、仰等多种焊接位置，而且焊接量大，焊工容易疲劳，为了既保证焊接质量，又提高焊接速度，改善焊接条件，我们可以从合理地设计和选取不同参数尺寸的坡口形式入手。
对于球罐上温带、下温带和极板拼缝等以平仰焊和近似平仰焊位置为主的焊接部件，应在坡口设计上加大平焊的工作量，减小仰焊工作量，因此，可采用不等深度的焊接坡口。
采用这种形式的坡口，主要有三个作用：
①平焊位置施焊条件好，焊接电流可以适当增大，增加焊接速度；②电弧停留时间加长，防止咬边，且焊工操作容易，焊接质量也可以相应提高；③仰焊位置施焊量减少，可相应减少施焊难度，且由于坡口宽度减少，电弧横向摆动幅度亦相应减少，电弧也就相对集中，焊接质量容易保证，不易产生咬边。
熔化焊坡口有许多种结构形式，而坡口加工方法是钢材焊前准备时必须考虑的措施之一。
实践证明，同一种材料采用不同的坡口形式和加工方法，焊后接头有不同的性能特点和生产成本。
因此应根据材质成分、工艺条件、技术规范和经济效益等因素来选择最佳坡口型式及其加工方法。
2.3焊接顺序的作用
焊接顺序是指工件上各焊接接头和焊缝的焊接次序。
而焊接方向是指焊接热源沿焊缝长度增长的移动方向。
合理的焊接顺序和方向可以控制焊接残余应力，在工程机械焊接过程中，焊接变形不利于结构件制造精度的控制，从而影响机械制造的质量，在焊接工艺正确的条件下，往往因为焊接操作顺序的错误，导致焊接缺陷，甚至发生不可弥补的损失.在焊接质量事故中，人们往往忽略这一点。
不同的焊接顺序对构件的变形影响不是很大，且构件的应变也主要集中在焊缝区域；不同焊接顺序下构件应力中的拉应力变化较大，而压应力变化较小；以“腹板对接焊—角接焊—面板对接焊—外板对接焊”为顺序的焊接方式下，构件的残余应力最小。
为了减少结构变形，合理安排焊接顺序的原则是：
采用对称焊接，在生产中会遇到很多结构设计对称的焊件，它具有对称布置的焊缝。
最好由成双的焊工对称地进行焊接，这样可以使由各焊缝所能引起的变形相互抵销。
当产品不能完全对称地、同时进行焊接，可允许焊缝焊接有先有后，但在焊接顺序上尽量作到对称，这样能最大限度地减少结构变形；结构焊缝不对称时先焊缝少的一侧，在实际生产中，遇到的往往是焊缝不对称的焊接结构；采用不同的焊接顺序，将连续焊缝改成断续焊缝可减少焊缝和工件由于受热而产生的塑性变形。
或者采用不同的焊接方向和顺序，可使局部焊缝变形减小或相互抵消，从而达到减小总体变形的目的。
厚板的焊接，一般要开坡口并采用多层焊或多层多道焊。
多层焊和多层多道焊接头的显微组织较细，热影响区较窄。
前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一条焊道对前一条焊道起热处理作用。
因此，接头的延性和韧性都比较好。
特别是对于易淬火钢，后焊道对前焊道的回火作用，可改善接头组织和性能。
对于低合金高强钢等钢种，焊缝层数对接头性能有明显影响。
焊缝层数少，每层焊缝厚度太大时，由于晶粒粗化，将导致焊接接头的延性和韧性下降。
【6】
3总体方案设计
3.1设计内容及步骤
1）研究国内外计算机在焊接中应用情况与发展趋势。
主要是各种专家系统的建立与应用。
2）掌握焊接坡口及焊接顺序图形的相关国家标准。
了解焊接坡口及焊接顺序图形的制定依据及对材料焊接成形的影响。
3）建立基于VB的焊接坡口图形与焊接顺序图形自动绘制系统。
基本要求是在输入已知参数以后，完成自动绘制各种焊接坡口及焊接顺序图形的任务。
4）在自动绘制各种焊接坡口及焊接顺序图形的基础上，运用程序设计完成焊接坡口及焊接顺序图形的给定路径的保存，本次设计的图形要保存为BMP位图格
式，并且可在焊接工艺规程制定系统中方便的调用、运行。
3.2用VB设计焊接图形系统的特点及优势
3.2.1VB编程介绍
VisualBasic是一种由微软公司开发的包含协助开发环境的事件驱动编程语言。
从任何标准来说，VB都是世界上使用人数最多的语言。
它源自于BASIC编程语言。
VB拥有图形用户界面（GUI）和快速应用程序开发（RAD）系统，可以轻易的使用DAO、RDO、ADO连接数据库，或者轻松的创建ActiveX控件。
程序员可以轻松的使用VB提供的组件快速建立一个应用程序。
VisualBasic所做的很多事情一点也不简单。
它是一种强大的语言，即您所能想到的编程任务，它基本都能完成。
从设计新型的用户界面到利用其它应用程序的对象；从处理文字图象到使用数据库；从开发个人或小组使用的小工具，到大型企业应用系统，甚至通过Internet的遍及全球分布式应用程序，都可在VisualBasic提供的工具中各取所需。
【1】
VB是微软公司的一种通用程序设计语言，包含在MicrosoftExcel、MicrosoftAccess等众多Windows应用软件种的VBA都使用VB语言，以供用户二次开发；目前制作网页使用较多的VBScript脚本语言也是VB的子集。
利用VB的数据访问特性，用户可以对包括MicrosoftSQLServer和其他企业数据库在内的大部分数据库格式创建数据库和前端应用程序，以及可调整的服务器端部件。
利用ActiveX（TM）技术，VB可使用如MicrosoftWord、MicrosoftExcel及其他Windows应用程序提供的功能，甚至可直接使用VB专业版和企业版创建的应用程序对象。
VB中的几个常用术语：
工程（Project）：
是指用于创建一个应用程序的文件的集合。
对象（object）：
可控制的某个东西，VB中主要有两类对象:
窗体和控件。
窗体（form）：
应用程序的用户界面，即windows。
控件（control）：
指的是各种按扭、标签、文本框等。
属性（property）：
是指对象的特性，如大小、标题或颜色。
3.2.2VB6.0集成开发环境简介
VB集成开发环境（IDE——IntegratedDevelopingEnvironment）由以下元素组成：
1）标题栏
用于显示正在开发或调试的工程名和系统的工作状态（设计态、运行态、中止态）。
2）菜单栏
用于显示所使用的VisualBasic命令。
3）工具栏
在编程环境下用于快速访问常用命令。
缺省情况下，启动VB后显示“标准”工具栏，附加的编辑、窗体设计和调试的工具栏可以从“视图”菜单上的“工具栏”命令中移进或移出。
4）窗体设计器
用来设计应用程序的界面。
启动VB后，窗体设计器中自动出现一个名为Form1的空白窗体，可以在该窗体中添加控件、图形和图片等来创建所希望的外观，窗体的外观设计好后，从菜单中选择“文件”→“保存窗体”→在保存对话框中给出合适的文件名（注意扩展名），并选择所需的保存位置→确定。
需要再设计另一个窗体时，单击工具栏上的“添加窗体”按钮即可。
【2】
5）控件（工具）箱
由一组控件按钮组成，用于设计时在窗体中放置控件。
除了缺省的工具箱布局之外，还可以通过从上下文菜单中选定“添加选项卡”并在结果选项卡中添加控件来创建自定义布局。
6）弹出式（上下文）菜单
在要使用的对象上单击鼠标右键即可打开快捷菜单，其上会出现与当前对象相关的经常执行的操作，以加快操作速度。
7）工程管理器窗口
用于浏览工程中所包含的窗体和模块，还可以从中查看代码、查看对象。
8）属性窗口
是VB中一个比较复杂的窗口，其中列出了对选定窗体和控件的属性设置值。
VB中正是通过改变属性来改变对象的特征，如大小、标题或颜色。
9）对象浏览器
列出工程中有效的对象，并提供在编码中漫游的快速方法。
可以使用“对象浏览器”浏览在VB中的对象和其它应用程序，查看对那些对象有效的方法和属性，并将代码过程粘贴进自己的应用程序。
10）对象浏览器
右击窗体中的对象、从工程管理器中点“查看代码”按钮。
11）窗体布局窗口
FormLayoutwindow允许使用表示屏幕的小图象来布置应用程序中各窗体
的位置。
3.2.3VB绘图原理及特点
VB提供了一整套绘图方法，如Print，Line，Circle等可以在程序运行过程中绘制图形，同时也可通过DrawStyle，DrawWidth，FillColor属性的设置可控制图形中画线的风格与宽度、填充图形颜色等。
在VB中原点为控件或窗体的左上角，X、Y坐标分别向右向下递增。
当绘制图符时，若其他属性已定，通过X和Y坐标可以绘出该图符。
【3】
3.3
程序流程框图
坡口顺序
图3-1程序流程框图
上图
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