[發(fā)明專利]基于特征元素等離子體光信號的鍍鋅鋼激光添粉焊接過程中焊接缺陷的在線診斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010553902.X
• 申請日: 2010-11-18
• 公開（公告）號: CN102049613A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張屹;陳根余;李時春;周惦武;張海榮
• 申請（專利權(quán)）人: 湖南大學
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;G01N21/71
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責任公司 43113
• 代理人: 馬強

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光焊接過程中焊接缺陷在線診斷領(lǐng)域，具體為一種基于特征元素等離子體光信號的鍍鋅鋼激光添粉焊接過程中焊接缺陷的在線診斷方法。?

背景技術(shù)

我國的段愛琴等人利用高速攝像及光信號監(jiān)測兩種手段對等離子體的動態(tài)變化過程及其對焊接穩(wěn)定性的影響進行了深入的研究。提出了等離子體的變化每個周期內(nèi)分為四個階段，而影響焊接穩(wěn)定性的根本原因是等離子體在穿透與未穿透之間的波動。另外還提出背面熔池紅外信號測量和正面多傳感器信號融合兩種不穩(wěn)定穿孔過程實時判別方法。利用這兩種判別方法，對不銹鋼的焊接過程進行判斷，結(jié)果顯示，在本文的研究條件下，對單條焊縫和不同的焊縫分類識別率都接近100％。綜合以上研究結(jié)果，在激光全熔透焊接過程中，嚴格選擇焊接參數(shù)，在焊接過程中維持合理的背面熔池長度，既可獲得穩(wěn)定的穿孔過程，亦可降低氣孔等缺陷產(chǎn)生的概率，同時也能控制焊縫的組織形成，對此進一步的研究，將為實際焊接過程的質(zhì)量嚴格控制提供理論基礎(chǔ)和實施方法。胡倫驥等人利用光致等離子體聲信號來監(jiān)測焊縫熔透性的一種方法。文中通過試驗研究，獲得了焊縫熔透性變化時，光致等離子體聲信號的變化規(guī)律，從而建立了一種可面監(jiān)測焊縫熔透性的方法。該方法研究中從信號的強度上分析了激光功率變化時，等離子體的聲信號的變化規(guī)律，通過聲信號特征頻率來判定焊接熔透性。朱瓊玉等人研究不同間隙下激光拼焊的焊縫質(zhì)量及其對應(yīng)的信號特?征，采用自制同軸傳感系統(tǒng)采集提取多種間隙下焊接時的同軸光信號，并對信號進行眾數(shù)分析、分段功率譜分析和小波分析。結(jié)果表明，同軸光信號幅值的總數(shù)在不同間隙的焊縫段，聚集在線性可分的不同的區(qū)間，可以有效分開焊接質(zhì)量不同的I類、II類、III類焊縫，信號的分段功率譜分析能夠較為直觀地反映焊接狀態(tài)的變化。同軸光信號小波分解后的第4層逼近信號，可以直觀地識別出質(zhì)量好的I類焊縫。同軸光信號的第3層、第4層細節(jié)信號可以清晰地辨識出質(zhì)量低劣的II類焊縫。該方法雖然可以對相應(yīng)的焊接過程、焊縫接頭質(zhì)量進行對比研究，探求信號特征與焊接質(zhì)量之間的內(nèi)在聯(lián)系。張林杰等人利用CCD高速攝影研究了不同側(cè)吹條件下激光深熔焊接過程中光致等離子體形態(tài)的變化，建立了模擬激光深熔焊接過程氣體流場的二維可壓縮模型，計算了側(cè)吹噴嘴高度和側(cè)吹流速的變化對激光焊接光致等離子體的影響。該檢測方法采用優(yōu)化的側(cè)吹噴嘴高度和側(cè)吹流速可以有效地抑制光致等離子體，使焊接過程熱傳遞效率得到了提高。?