[發明專利]一種檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的方法及裝置

有效

• 申請號: 201610025380.3
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105458459B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 石玗;李春凱;顧玉芬;杜雷明;朱明;樊丁
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095
• 代理公司: 北京市邦道律師事務所11437
• 代理人: 段君峰,于利曉

1.一種檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的裝置，其特征在于，包括激光器、激光器固定架、濾光片、硅光電池陣列、硅光電池陣列固定架、數據采集卡和數據處理模塊，所述數據采集卡分別與所述數據處理模塊和所述硅光電池陣列連接；所述濾光片貼于所述硅光電池陣列表面；使用所述檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的裝置時，所述激光器固定于所述激光器固定架上，所述硅光電池陣列固定于所述硅光電池陣列固定架上，且所述激光器與所述硅光電池陣列分居焊槍兩側，以使所述激光器發射的激光束照射于熔池表面，并經該熔池表面反射到所述硅光電池陣列上，所述數據采集卡用于采集所述硅光電池陣列輸出的矩陣電壓信號并發送給所述數據處理模塊，該數據處理模塊用于將所述矩陣電壓信號轉換成熔池振蕩時域信號，并對該時域信號進行快速傅里葉變換以得到熔池振蕩頻率。

2.根據權利要求1所述的檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的裝置，其特征在于，還包括衍射光柵，該衍射光柵位于所述激光器前側，所述激光器發射的激光束經過所述衍射光柵照射于熔池表面。

3.根據權利要求1或2所述的檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的裝置，其特征在于，所述硅光電池陣列垂直于焊接工件，所述激光器與所述焊槍的軸線位于同一平面，且該平面與所述硅光電池陣列垂直。

4.根據權利要求1或2所述的檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的裝置，其特征在于，所述硅光電池陣列響應波長的中心波長與所述激光器發射的激光束的中心波長的偏差小于10nm。

5.根據權利要求1或2所述的檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的裝置，其特征在于，所述濾光片的中心波長與所述激光器發射的激光束的中心波長及半帶寬的偏差小于10nm。

6.根據權利要求1或2所述的檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的裝置，其特征在于，所述數據處理模塊包括閥值單元、二值化單元和求和單元，所述二值化單元分別與所述閥值單元和所述求和單元連接，所述閥值單元用于設定閥值i為45mv，所述二值化單元用于將所述數據采集卡采集到的所述硅光電池陣列輸出的矩陣電壓信號進行二值化，所述求和單元用于將二值化后的矩陣電壓信號中的所有元素求和，該求得的和即為熔池振蕩時域信號。

7.一種包括權利要求1-6中任一項所述的檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的裝置的焊接系統，還包括變頻器控制柜、工作平臺、脈沖鎢極氬弧焊焊接電源和焊槍，該變頻器控制柜分別與所述數據采集卡和所述工作平臺連接，所述數據處理模塊用于將移動速度信號發送給所述數據采集卡，該數據采集卡用于接收該移動速度信號并發送給所述變頻器控制柜，該變頻器控制柜根據接收到的所述移動速度信號控制所述工作平臺的移動速度；焊接工件放置在所述工作平臺上，所述脈沖鎢極氬弧焊焊接電源將所述焊接工件與所述焊槍相連形成回路。

8.一種檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的方法，其特征在于，該方法采用權利要求1-6中任意一項所述的檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的裝置檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率，包括以下步驟：

第一步：將所述激光器固定于所述激光器固定架上，將所述硅光電池陣列固定于所述硅光電池陣列固定架上，使用所述激光器發射激光束，該激光束照射于熔池表面并反射到所述硅光電池陣列上；

第二步：在脈沖峰值階段結束時，所述數據處理模塊向所述數據采集卡發送開始信號，該數據采集卡開始采集所述硅光電池陣列輸出的矩陣電壓信號；

第三步：所述數據采集卡將采集的矩陣電壓信號發送給所述數據處理模塊；

第四步：所述數據處理模塊將接收到的矩陣電壓信號轉換成熔池振蕩時域信號，并對該熔池振蕩時域信號進行快速傅里葉變換以得到熔池振蕩頻率。

9.根據權利要求8所述的檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的方法，其特征在于，所述第一步中，所述激光器發射的激光束經衍射光柵照射于熔池表面。

10.根據權利要求8或9所述的檢測脈沖鎢極氬弧焊熔池振蕩頻率的方法，其特征在于，所述第四步中，所述數據處理模塊將接收到的矩陣電壓信號轉換成熔池振蕩時域信號的步驟為：

使用閥值單元設定閥值i為45mv；

使用二值化單元將所述數據采集卡采集到的矩陣電壓信號進行二值化；

使用求和單元將二值化后的矩陣電壓信號中的所有元素求和，求得的和為熔池振蕩時域信號。