[發(fā)明專利]電阻點(diǎn)焊熔核形核動(dòng)態(tài)質(zhì)量無損檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210066680.8
• 申請(qǐng)日: 2012-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN102654482A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅怡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N29/14
• 分類號(hào): G01N29/14;G01B17/00
• 代理公司: 重慶華科專利事務(wù)所 50123
• 代理人: 康海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電阻點(diǎn)焊熔核形核動(dòng)態(tài)質(zhì)量無損檢測(cè)方法，適用于常用金屬薄板結(jié)構(gòu)材料電阻點(diǎn)焊質(zhì)量檢測(cè)。

背景技術(shù)

電阻點(diǎn)焊是一種廣泛應(yīng)用于作為汽車制造的焊接方法，一部現(xiàn)代轎車上大約有3000-6000個(gè)電阻點(diǎn)焊焊點(diǎn)。因此，電阻點(diǎn)焊焊點(diǎn)質(zhì)量的檢測(cè)顯得非常重要，焊接過程中高效率的焊點(diǎn)質(zhì)量傳感及其預(yù)測(cè)對(duì)于提高生產(chǎn)效率，優(yōu)化生產(chǎn)工藝具有重要意義。然而，電阻點(diǎn)焊過程中，熔核的形核過程并不能直接觀測(cè)到，這為判斷電阻點(diǎn)焊焊點(diǎn)質(zhì)量帶來了困難。因此，電阻點(diǎn)焊熔核質(zhì)量信息的獲取對(duì)于評(píng)價(jià)焊接接頭質(zhì)量具有重要的意義。為此，研究者采用多種方法檢測(cè)熔核形核過程以表征熔核形核質(zhì)量。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1609622A公開的點(diǎn)焊熔核直徑的實(shí)時(shí)檢測(cè)方法采用如下步驟：取與焊接件相同厚度的焊接試樣進(jìn)行多點(diǎn)點(diǎn)焊，通過測(cè)量與計(jì)算獲得每點(diǎn)的動(dòng)態(tài)電阻曲線；進(jìn)而獲得每點(diǎn)的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)電阻值r_D；沿貼合面剖開焊接試樣，測(cè)量每個(gè)焊點(diǎn)的熔核直徑d_核；根據(jù)每個(gè)焊點(diǎn)熔核直徑d_核與準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)電阻值r_D的對(duì)應(yīng)關(guān)系，繪制出準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)電阻值r_D與熔核直徑d_核關(guān)系曲線；將不同厚度材料的r_D-d_核曲線存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，當(dāng)點(diǎn)焊某種材料時(shí)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)先獲得該焊點(diǎn)的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)電阻值r_D，再與相同厚度材料的r_D-d_核曲線進(jìn)行比較可獲得對(duì)應(yīng)的熔核直徑，當(dāng)熔核直徑小于設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，判定焊點(diǎn)質(zhì)量不合格，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN101241001A公開的鋁合金電阻點(diǎn)焊熔核直徑實(shí)時(shí)檢測(cè)方法采用如下步驟：采集點(diǎn)焊過程中的電極位移信號(hào)，并繪制出電極位移信號(hào)曲線圖；從所得的電極位移信號(hào)曲線上提取出膨脹位移和鍛壓位移兩個(gè)特征值；將鋁合金焊接試板撕開，對(duì)電阻點(diǎn)焊熔核直徑進(jìn)行實(shí)測(cè)，建立所提取的特征值與實(shí)測(cè)的熔核直徑相對(duì)應(yīng)的樣本對(duì)，并形成訓(xùn)練集；建立人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并用所得樣本對(duì)對(duì)模型依據(jù)BP算法進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)從特征值到熔核直徑的映射；人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是兩個(gè)輸入、一個(gè)輸出，中間一個(gè)隱層，隱層結(jié)點(diǎn)的數(shù)目是5的結(jié)構(gòu)，隱層的轉(zhuǎn)移函數(shù)為Sigmoid函數(shù)，輸出層的轉(zhuǎn)移函數(shù)為線性函數(shù)；將訓(xùn)練好的模型用于鋁合金電阻點(diǎn)焊熔核直徑的在線實(shí)時(shí)檢測(cè)。

中國(guó)專利文獻(xiàn)CN1220034C公開的多信息融合技術(shù)確定鋁合金板材電阻點(diǎn)焊熔核面積的方法采用如下步驟：依據(jù)小波包變換及其能量譜原理、依據(jù)信息熵原理、依據(jù)模態(tài)分析原理，計(jì)算出點(diǎn)焊過程中電極電壓、電流、電極位移和聲音信號(hào)的特征量，建立神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，由特征量和熔核面積對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算出的熔核面積與實(shí)測(cè)熔核面積對(duì)照，確定誤差值，調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，直至達(dá)到誤差要求范圍。

在電阻點(diǎn)焊過程中，隨著電阻點(diǎn)焊工藝、材料屬性發(fā)生變化，能量轉(zhuǎn)換的規(guī)律將發(fā)生相應(yīng)的變化。尤其是熔核金屬發(fā)生相變和形變時(shí)，會(huì)釋放一定規(guī)律的結(jié)構(gòu)負(fù)載聲發(fā)射信號(hào)，且正常形核和非正常形核等情況下，結(jié)構(gòu)負(fù)載聲發(fā)射特征信號(hào)會(huì)有所不同，這為熔核質(zhì)量實(shí)時(shí)傳感及動(dòng)態(tài)檢測(cè)提供了可能。

發(fā)明內(nèi)容

為了更加全面、快捷地對(duì)熔核質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，本發(fā)明針對(duì)常用金屬薄板結(jié)構(gòu)材料的電阻點(diǎn)焊質(zhì)量檢測(cè)問題，提供一種容易實(shí)施，涉及多個(gè)熔核質(zhì)量指標(biāo)的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)方法，具有檢測(cè)質(zhì)量全面，檢測(cè)結(jié)果可靠性高，檢測(cè)方法快捷，檢測(cè)成本消耗低等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：

一種電阻點(diǎn)焊熔核形核動(dòng)態(tài)質(zhì)量無損檢測(cè)方法，該方法借助焊接過程中的結(jié)構(gòu)負(fù)載聲發(fā)射實(shí)時(shí)信號(hào)檢測(cè)電阻點(diǎn)焊熔核動(dòng)態(tài)質(zhì)量，所述檢測(cè)方法的步驟如下：

（1）實(shí)時(shí)采集電阻點(diǎn)焊過程的結(jié)構(gòu)負(fù)載聲發(fā)射信號(hào)，并繪制出結(jié)構(gòu)負(fù)載聲發(fā)射信號(hào)動(dòng)態(tài)波形圖；

（2）由結(jié)構(gòu)負(fù)載聲發(fā)射信號(hào)動(dòng)態(tài)曲線提取出電極加載、熔核形核和裂紋生成三個(gè)階段的聲發(fā)射信號(hào)；

（3）分別統(tǒng)計(jì)三個(gè)階段聲發(fā)射信號(hào)的振鈴數(shù)和總能量；