MIG焊电弧声信号采集与分析系统设计

针对目前制约MIG焊熔透状态自适应控制发展而亟待解决的熔透状态信号获取问题,采用图形化编程语言LabVIEW,设计了一套集电弧声信号采集与分析于一体的系统软件.系统具备身份验证、参数配置与记录、采集预览、数据存盘重载、信号降噪以及特征提取等功能.试验表明,该系统能实时高效地完成对电弧声信号的采集、处理和分析,而且实现简单、界面友好、性能稳定可靠,为利用电弧声信号进行熔透状态自适应控制提供理论和应用基础.     

熔滴过渡光谱传感器原理及测控效果

为实现熔化极脉冲焊熔滴过渡的精确控制,研制了电弧熔滴过渡光谱传感器,并设计了多信息同步的高速摄像装置,对电弧熔滴过渡光谱传感器的传感灵敏性和控制的可靠性进行检测和验证,证实了电弧光谱对熔滴过渡检测的准确性及光谱信号实时控制熔滴过渡的可靠性,实现了1脉1滴和1脉2滴的熔滴过渡脉冲焊接过程.     

氧化物活性剂对熔池形状影响的研究现状

对活性剂影响熔池形态的机制和实验模拟的研究现状分析表明,氧化物活性剂对钨极惰性气体保护焊(TIG)的熔池形态具有显著的影响;通过在母材表面涂敷活性剂,可以很好地改善焊接熔池形态.同时,指出了活性焊接的研究方法及研究趋势.     

焊接电弧高速图像采集

为采集焊接电弧图像和观察熔滴过渡过程,采用焊接电弧高速摄像关键技术（包括背光技术、光学放大率和高速摄像参数的选择）,建立了以激光为背光光源的高速摄像系统。利用此系统可以在线观测和监控焊接过程,其结果对焊电弧现象以及MIG焊熔滴过渡过程的高速摄像技术有较高参考价值。     

氧化物活性剂增加镁合金熔深机理

为了研究活性剂对TIG焊焊接电弧形态的影响,采用单组分氧化物活性剂(Cr2O3、TiO2)进行AZ91D镁合金直流TIG焊接,由关系曲线得出Cr2O3和TiO2活性剂的最佳涂覆量分别为2.52和2.65 mg/cm2.采用高速摄像技术对A-TIG焊焊接电弧形态进行拍摄和记录,得到了涂覆单一活性剂的焊接电弧形态,并分析了电弧形态的变化机理.对比电弧形态照片可以发现:当无活性剂作用时,焊接电弧呈现出锥形;当有活性剂作用时,电弧呈现出收缩状态,且TiO2使电弧收缩的效果最为明显,Cr2O3次之.通过理论分析认为,电弧收缩理论和阳极斑点理论是氧化物活性剂增加熔深的主要机理.     

激光焊接熔池特性的三维数值模拟

为了对激光深熔焊接熔池特性进行三维解析模拟,基于一定的基本假设条件将焊接过程视为准稳态过程,应用激光焊接低碳钢熔池形状和温度分布的三维控制数学模型,以求解相态转变界面为基础,将对激光深熔焊接熔池特性的模拟简化为对气-液相界面和固-液相界面位置和温度分布的积分方程的求解,得出了焊接试样上的熔池几何形状和温度分布情况.结果表明:熔池形状相对光轴中心向后偏移,且熔池前沿壁陡峭,后沿壁过渡平滑;熔池深度和宽度随着激光功率的增大同步增大,随焊接速度的增加同步减小,随光斑尺寸增大熔宽增大而熔深减小;熔池各层面上的最高温度点均偏后于光束中心,等温线分布密集表明激光焊接热影响区窄.     

外加磁场对TIG焊电弧行为及焊缝成形的影响

为提高钨极惰性气体保护焊(TIG)电弧能量，实现高效焊接，通过在TIG焊焊枪上分别外加直流、交变纵向磁场，采用高速摄像对不同磁场频率下的电弧形态进行拍摄，研究分析了外加不同形式和频率的磁场对TIG焊电弧行为及焊缝成形的影响规律。结果表明：不加磁场时电弧稳定燃烧且形态呈圆锥形；外加直流纵向磁场时，电弧高速旋转且电弧上方收缩，下方略微扩张；外加不同频率的交变纵向磁场时，随着磁场频率的增大，电弧挺度增加，电弧形态先扩张后收缩又扩张且电弧高速旋转，呈钟罩状。外加1 500 Hz交变纵向磁场，焊缝熔宽减小，熔深增大，焊缝表面均匀光洁，焊缝成形明显改善。     

不锈钢汽车排气管激光焊接残余应力

为了提高不锈钢管的冷加工成形性能,进一步优化相应焊接工艺,在对汽车排气管激光焊接温度场进行数值模拟研究的基础上,分析激光焊接汽车排气管残余应力.在考虑网格的疏密过渡以及材料力学性能参数随温度的变化条件下,分析激光焊接不锈钢管残余应力演变过程及分布特点,即滚轮挤压量越小,平均残余应力越小,但容易出现咬边和未焊透,在局部产生应力集中,更容易在焊接管冷加工时出现开裂;激光焊接线能量减小,轴向残余应力区域变窄,峰值应力增加.将激光焊接残余应力与钨极氩弧焊(TIG)+激光焊的残余应力进行对比实验,结果表明,不锈钢管TIG+激光焊残余应力与激光焊接具有相似的分布,分布区域相对变宽,焊轴向残余应力比激光焊接小,提高了焊接管冷加工成型性能.     

低碳钢A—TIG焊接法的试验研究

研究了一种高效的TIG焊接方法－A－TIG,进行了系列TIG焊堆焊试验,结果表明：在相同焊接规范下,涂敷表面活性剂后焊接电弧有明显收缩,溶池深度有显著增加,而熔宽稍有减小。同时还介绍了活性剂成分的调配及活性剂成分对熔深变化的影响,并对熔深增加机理进行了分析。     

基于共稀疏模型的MAG焊熔透状态的识别

利用焊接过程中产生的电弧声信号,提出了一种基于修正的梅尔频率倒谱系数(Mel frequency cepstrum coefficient,MFCC)共稀疏表示的焊接熔透状态的识别方法。通过对电弧声信号频谱的分析,修正梅尔滤波器组的各个中心频率,提取不同熔透状态下电弧声信号的MFCC特征参数;采用共稀疏表示模型,对提取的电弧声特征参数做判决稀疏表示,实现不同熔透状态的识别。实验表明,该算法具有较高识别率。     

Penetration control by weld pool resonance during gas tungsten arc welding

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Monitoring of weld joint penetration by sensing double-side vision images of weld pool

0coSensingofwedjointpentiaionisessenhalforauto-Inatedwelding.Measurement0fbacksidebeadwidthanddePthofpenhationistheInainconcemforfollandPar-tialpentalons-InprinciPle,theseParamterscanbe~tondbyembedingtheopouplesintoweldmntsorbyacoushcendssionsensing['].~r,theiraPPica-honsarebotalbecausethesensorsmustbeincontatwiththeworkPiece.IhthecaseoffullPenetrahon,thebacksidetalwidthcanbedetectedbymeasringthelightintensityfiDmthebackside0fweldPool['].Howev-er,itisddricultor~thletoconenienill0catetheha…     

焊缝熔透自适应闭环控制系统

介绍了一种控制焊缝熔透的方法．该方法利用视觉传感来对焊缝背面焊接温度场热图像进行实时检测及处理，从而达到控制焊缝熔透的目的．此方法具有检测速度快。动态响应品质好等特点。     

高强钢的光纤激光焊接性能

为了研究焊接参数对光纤激光焊接熔深和熔宽的影响,采用2 kW光纤激光器对780 MPa高强钢板进行了焊接.研究了离焦量、焊接速度、脉冲频率和峰值功率占比对熔深和熔宽的影响,并对不同焊接速度得到的焊缝组织进行了光学显微镜、SEM和硬度分析.研究表明,在离焦量范围为-5~+1 mm时,随着离焦量的增加,熔深的变化不大,熔宽逐渐减小;焊接速度小于150 mm/min的情况下,熔深和熔宽与焊接速度成反比,而与焊接结合速度成正比;方形波或三角形波激光焊接时,脉冲频率对熔深和熔宽的影响很小.在方形波脉冲激光焊接时,影响焊接熔深的主要因素是暂载率而不是脉冲频率.经研究确定焊缝金属中存在柱状贝氏体(BC)组织.     

单片机技术在电焊机性能测试中的应用

利用单片机对电焊机焊丝送、抽速度和即时电压的测量，采用光电传感器将焊丝的上下直线运动转变为圆弧运动，在圆盘上开一个小孔，当圆盘转动时，产生两个即时脉冲，根据两个脉冲的间隔记出时间，再用周长除以时间得到焊丝的速度值并显示出来.控制焊丝的送、抽电压经A/D转换变成数字信号，经处理后显示出来，直观地反映出焊丝运动时的速度值和电压值.     

高压断路器在线监测信号的小波处理方法

结合采用DSP作为主控制器的高压断路器在线状态监测装置硬件及直接监测量的选取，介绍一种应用在断路器在线监测装置中的行程及振动信号的小波变换处理方法，该方法能有效从噪声背景中提取行程与振动信号的特征指纹，算法简单且易于在嵌入式装置中实现。     

基于STM32的激光雾霾检测仪光电系统设计

为了实现对雾霾的快速、高精度在线检测,提出了一种基于激光散射原理的雾霾检测光学与电学系统设计方案.该系统采用红光激光器作为检测光源,环形光电探测器用来接收激光信号.模拟多路复用器选通光电环输出的光电流信号,利用IV转换电路与AD转换电路将信号转换为数字信号,使用串口将信息发送给屏幕,同时提供上位机数据接口实现数据传输.结果表明,该光电系统工作稳定、速度快,可以较好地满足激光雾霾检测仪光电系统的要求.     

不锈钢长焊缝CO2激光焊接特性实验研究

采用CO2 激光焊接不锈钢,研究了长焊缝焊接中轴向保护和侧保护对焊接熔深的影响规律. 结果表明:轴向保护时,熔深随着焊接长度的增加而明显减小;侧保护时,熔深几乎不随焊接长度的变化而变化;光路系统的热透镜效应对熔深的影响不明显. 进一步分析表明,轴向保护对等离子体的控制效果较差是长焊缝中熔深随焊接长度减小的原因,可通过间断焊接的方式避免等离子体的不利影响.     

同步发电机定子绕组匝间短路故障检测

同步发电机定子绕组匝间短路故障是一种常见的、破坏性很强的故障,对电厂发电机乃至电网的安全运行都将带来一系列严重的影响。参考扩展Park矢量方法(EPVA),利用实用的alpha beta 0坐标,结合EPVA矢量分析方法对发电机定子绕组内部匝间短路故障引起的不对称电压电流信号进行了分析研究,得到该类故障特征的直观图形和数字特征表示。该方法可靠、简单易行,使用该方法可以实现发电机定子绕组内部故障的非侵入式检测,不同负载下的动模试验分析证明了该方法的有效性。结合多回路方法,该方法可以作为三相同步发电机内部匝间短路在线检测和故障定位的新方法。     

某混凝土大坝裂缝深度的测定

在大坝混凝土施工中因混凝土材料、配合比、浇筑初期温度的变化及养护不到位等诸多因素,难免会产生裂缝。当出现较深的混凝土裂缝时,表面无损检测方法显得无能为力。本文结合某混凝土大坝工程实例,采用声波对穿的方法,通过测量波速、振幅及频率,测定裂缝发育的深度和倾向,确定合理的混凝土裂缝处理方案。