激光焊接5083/6016异种铝合金光谱信号与焊件质量的关系

采用光纤激光器对1.0mm厚5083和1.2mm厚6016异种铝合金平板试件进行激光搭接焊试验,利用光谱测量系统、扫描电镜、维氏显微硬度仪和微机控制的电子万能试验机等手段,检测激光焊接过程等离子体产生时辐射出的时域MgI光谱信号,分析焊缝形貌、显微硬度和力学性能,研究等离子体中MgI光谱信号相对强度与焊件质量之间关系.结果表明,随着扫描速度增加,MgI光谱信号强度降低,离焦量对MgI光谱信号作用明显,而激光功率对MgI信号整体幅度改变较小;MgI光谱强度较小或较大,试件出现焊不透或焊穿现象;MgI等离子体信号波动较大处,出现咬边、凹陷、气孔等缺陷,力学性能低;而MgI等离子体信号平稳时,焊缝平整,缺陷少,力学性能好.基于MgI光谱信号与焊件质量之间的对应关系,运用Hugh hart的统计过程控制(SPC)理论,建立了焊接过程单值-移动极差控制(X-Rs)图.     

基于等离子体特征信号的激光焊接过程动态监控技术研究进展

在大功率激光焊接过程中,激光辐照金属材料气化而产生等离子体,影响激光能量与工件之间的耦合,从而最终直接影响到激光焊接质量。光致等离子体的研究是大功率深熔焊领域的一个热点,也是焊接过程质量检测自动化中一个很有潜力的研究方向。近年来,基于等离子体特征信号的激光焊接过程动态监控技术研究主要集中在等离子体信号检测和激光焊接过程建模的方向。介绍了激光焊接中的光致等离子体行为,并对基于等离子体特征信号的激光焊接过程动态监控技术的国内外研究现状进行了分析,总结了目前该领域存在的问题,提出了未来的发展方向。     

基于支持向量机的激光焊接过程质量监测

提出了一种基于支持向量机的激光焊接质量监测方法.在监测系统中,首先利用光、声传感器获取焊接过程产生的各种信号,然后利用Gabor变换提取出特征向量,最后利用支持向量机对数据进行融合以判断焊缝是否达到质量要求.实验结果验证该方法的分类正确率可达93%.     

微弱气体光声光谱监测光声信号影响因素分析

气体光声光谱检测技术灵敏度高,不消耗被测气体,能很好地应用于变压器油中溶解微弱气体的在线监测。检测中,微音器输出的光声信号是进行气体浓度分析的唯一特征量。基于光声光谱技术的基本原理,构建了一种便携式、可调谐的光声光谱装置。在分析气体光声信号激发机理的基础上,结合实验深入探讨了影响气体光声信号的多种因素,获得气体光声信号与压力、温度、激光功率、气体浓度、背景气体、斩波频率及谐振频率漂移之间的关系曲线,理论及实验结果为进一步完善油中气体光声光谱在线监测系统提供了技术参照和支撑。     

激光与平面靶耦合的非平衡辐射

利用发展的新版一维非平衡辐射流体力学RDMG程序研究了激光辐照平面金靶所产生的X光的谱特性, 并对“三温”模型的适用性进行了考察. 结果表明, 激光辐照平面金靶所产生的X光具有明显的非平衡特征; 原子模型对X光能带结构的数值模拟结果有明显影响; “三温”模型所计算出的等离子体状态、激光吸收效率及激光-X 光转换效率与非平衡多群辐射输运模型的计算结果基本一致. 表明“三温”模型在研究激光与高Z靶耦合所产生的等离子体状态以及能量分配时是适用的.     

基于LabWindows/CVI的铝合金脉冲MIG焊数据采集系统设计

利用虚拟仪器技术设计铝合金脉冲MIG焊过程声、光、电和视频信号的实时采集系统,并给出该采集系统的硬件构成原理和使用虚拟仪器设计软件LabWindows/CVI的程序设计原理.试验表明,该采集系统能够正确稳定地采集铝合金脉冲MIG焊过程中的各种特征信号,并能够实现数据实时显示和存储,可以满足焊接过程实时检测.     

激光诱导热裂切割玻璃的声发射信号监测技术

现阶段各个领域对玻璃切割质量的要求越来越高,作为一种新兴的切割技术,激光诱导热裂相对于传统切割有很大优势,但在切割过程中裂纹扩展轨迹会偏离预定的路径。若要改善这种偏离现象,切割时需要通过对裂纹扩展状态的实时监测来确定补偿策略,而声发射作为一种无损检测方法在此方面有着巨大的优势。本文在激光诱导热裂切割玻璃过程中,会产生声发射现象。针对激光诱导热裂切割玻璃过程中产生的声发射信号针对此声发射信号进行了模态分析和小波包分析,确定了最优的小波基及分解尺度选择的依据。在实验中,通过对传感器进行优化布局并采用时差定位方法对裂纹尖端位置进行了定位分析。在此基础上,进行了激光诱导热裂切割玻璃声发射信号监测实验研究,探求了AE信号特征与裂纹扩展状态两者之间的联系。     

激光产生的硅等离子体辐射动力学特性研究

本文从实验和理论两方面系统研究了真空环境中激光产生的硅等离子体的辐射动力学特性.实验上利用时间-空间分辨的激光等离子体发射光谱技术,测量了激光产生的硅等离子体极真空紫外波段的光谱,并对光谱进行了分析指认.为了进一步研究实验光谱的时空演化特性,提出了一种简化的基于流体动力学和辐射输运方程的等离子体辐射动力学模型,利用该模型研究了激光产生的等离子体的辐射特性和动力学演化行为,并对实验观测到的时空分辨光谱进行了模拟,详细分析了等离子体的温度、密度和离子布居的时空演化特性.研究结果表明,本文提出的模型能够较好地反映激光等离子体的动力学演化过程以及辐射光谱的特征,可以作为一种有效的激光等离子体诊断工具.     

基于高速摄影术的聚焦Nd：YAG脉冲激光水下空化效应实验研究

采用高速摄影术准确记录聚焦脉冲Nd：YAG激光水下诱导空化泡动态变化进程,同时采用针式水听器探测空泡闭合或等离子体膨胀时辐射的冲击波信号.实验结果表明,当针式水听器端面和聚焦点间距逐渐减小时,相同实验条件下,探测到的声学信号个数增多且信号强度增强.激光脉冲结构、能量、脉宽等激光参数直接决定单个激光脉冲诱导空泡个数、形貌以及等离子体膨胀和空泡闭合时辐射的声学信号特性.实验结果可为短脉冲激光在临床医学上的运用提供理论与实践支持.     

用于监测刀具磨损的声发射(AE)特征优选方法

研究合理选择声发射信号特征以实现实时监测刀具磨损量。利用模糊聚类特征优选方法对声发射传感器特征信息进行优选,并在此基础上给出了模糊聚类优声发射特征的一般结论。给出了声发射信号的模糊聚类优选方法的优选特征,并在实时检测刀具磨损量的实验中得到验证。实验表明,利用模糊聚类特征优选方法能有效地对刀具磨损监测中的声发射特征进行了优选。     

Rogowski电流传感器及其在电阻焊数据采集中的应用

Rogowski线圈电流传感器由均匀密绕的挠性空心线圈和积分器构成,由于其原理和结构特点,特别适合于电阻焊次级电流的测量.讨论了Rogowski线圈工作原理、积分器设计及误差、传感器电路模型和灵敏度的频率响应,设计了用于电阻焊测量的电流传感器,据此研制出ADuC812单片机为核心的电阻焊数据采集系统,并进行了低碳钢板搭接点焊试验和电压电流等信号的采集.初步分析认为,焊接电压、电流信号及接头动态电阻、输入功率与熔核形态密切相关,可用于电阻点焊接头质量的在线监控.     

等离子焊接小孔效应的电弧电压信号检测

为在等离子焊接小孔效应下对焊缝的熔透质量进行实时控制 ,在不同类型的焊接电源和被焊材料条件下 ,研究了熔池小孔效应与等离子电弧电压信号的关系规律。根据电弧电压信号相对于其均值的偏差的大小及熔池穿孔和未穿孔状态下电弧电压幅频低频段信号的差异分别设计了两种算法 ,并对电弧电压信号的加工处理 ,分别得到了两种传感信号。设计了熔池穿孔与否双阈值判断准则 ,用以检测熔池小孔是否存在。该传感技术可适用于不同焊接电源和不同工件材质 ,为实时熔透质量自动控制提供了反馈信息     

弧焊过程电信号分析系统的研究

弧焊过程电信号分析系统是研制高质量焊接电源设备的一种重要测试技术手段，本文基于Windows环境、调整数据采集卡PCL1800和工控机通用平台，采用VisualC＋＋0开发出高速侈功能弧焊电信号测试分析软件，该系统能精确测定焊接过程的弧焊电压和焊接电流波形，并提出焊接过程动特性的特征信息，从而为高性能焊机的研制和焊接工艺参数的优化提供了一个强有力的工具。     

基于小波包分析的铝合金点焊飞溅研究

提出了在铝合金点焊过程中，采用小波包分析判断飞溅发生的一种新方法。通过对点焊过程中电压信号进行小波包分析，可以获得不同频带中的电流信号时域波形，根据波形的不同形态和特征，判断点焊过程中飞溅的发生。试验证明，利用小波包分析方法可准确判断飞溅发生的情况，因此它可作为一种可靠的方法广泛用于铝合金的点焊质量控制。     

基于电极位移信号的点焊模糊推理系统模型

采集电阻点焊过程中的焊接电压、焊接电流和电极位移信号,提取过程信号特征,使用模糊推理工具,建立电阻点焊过程的喷溅识别系统,然后分别使用电极位移和动态电阻信号建立电阻点焊质量评估的模糊推理系统.研究结果表明,喷溅识别系统具有结构简单、识别准确度高的优点.根据喷溅识别结果分别使用相应的模糊推理系统模型,可对发生喷溅和未发生喷溅时的电阻点焊过程进行质量评估.     

Monitoring and phenomena observation during YAG laser lap welding of Zn-coated steel sheets

1　IntroductionZn coatedsteelsareusedinvariousindustryfieldsbecauseoflowpricesandhighcorrosionresistance .ItisalsoknownthatZncausesspattersorporosityeasilyinlaserlapwelding[1～ 3] .ItisthusexpectedtounderstandlaserweldingphenomenonofZn coatedsteels,tointe…     

镀锌钢激光焊接锌烧损研究

锌烧损是镀锌钢板激光焊接过程中的关键问题之一.本文通过测量焊后上下层锌烧损宽度、中间层锌的相对含量及腐蚀前后增重比,实验研究了激光搭接焊接工艺参数与焊接过程中光致等离子体谱线信息与锌烧损的相关性.研究结果表明:锌烧损的主要影响工艺因素主次顺序为焊接速度、激光功率、辅助气体流量和离焦量;锌的烧损量随着锌谱线Zn I 328.2nm和Zn I 330.3nm的平均强度的增大而增大;气孔因镀层锌的蒸发而产生,直径越大,局域锌元素含量越高.锌谱线强度可用于在线监测镀锌钢激光焊接时气孔的产生及锌烧损量的动态变化.     

药芯焊丝焊接过程光谱特征波段分析与选择

针对某型自保护药芯焊丝设计焊接工艺试验,利用光谱仪和专用分析软件研究焊接过程中电弧等离子体辐射光谱分布曲线,对其在各谱段的分布特征进行分析,认为紫外波段的光谱曲线波长较短且衰减严重;可见光波段整体相对辐射强度较高,特别是在绿光和黄光区域尤为强烈,在红光区域电弧光谱相对强度较为稳定;在近红外波段电弧光谱辐射强度逐渐下降.综合考虑不同的应用对象,可见光波段适用于电弧等离子体物理本质研究,自保护药芯焊丝电弧等离子体和熔滴过渡的检测适合采用红光光谱窗口,而焊缝跟踪等则适合采用近红外或者红光光谱窗口.