铝合金点焊电极位移时序相空间重构及混沌特征分析

以混沌理论和相空间重构方法为基础对点焊焊接过程中电极位移信号时间序列进行了特征分析,并分别对试验获得的多组点焊位移信号时间序列的最佳时间延迟τ、关联维数D、嵌入维数m及最能体现混沌特征的李雅普诺夫(Lyapunov)指数进行了定量化的计算.分析发现点焊焊接过程中电极位移信号在某些情况下具有混沌特征,并与目前采用的小波能谱分析、分形维数分析进行了比较.结果表明,信号的Lyapunov指数特征能够更加精确的反映熔核尺寸变化.     

基于电弧声波特征的CO2焊接飞溅预测

在对短路过渡CO2 焊电弧声波信号的时频特征及其与过渡过程、焊接飞溅的相关性分析的基础上 ,利用小波变换的分析方法提取不同频段上的声波能量作为表征飞溅大小的特征向量 ,通过神经网络模型建立特征向量到飞溅量的映射模型 ,从而对CO2 焊接飞溅量的预测。结果表明 ,利用电弧声波信号能够正确地预测焊接飞溅 ,是实现焊接质量在线监控的新途径     

点焊机焊接电流信号检测电路的设计

本文主要论述点焊机焊接电流信号检测电路的设计、分析和测试。被检测的焊接电流信号是频率为50Hz．不连续的非正弦波。该线路测试结果：当点焊机的焊接电流为2．66～15KA时．电路输出正脉冲．且每次焊接时输出正脉冲的前沿比焊接电流出现时间延时不大于10ms,脉冲的后沿比焊接电流消失时间延时小于10ms。本线路已用在DN6-26型机器人点焊系统中。     

基于多阈值与神经网络的旋转电弧图像飞溅分析

为探究旋转电弧飞溅产生原因及规律,针对高速相机采集的旋转电弧平堆焊的焊接图像,提出了一种基于掩膜的多阈值与BP(back propagation)神经网络组合方法识别焊接飞溅．多阈值法获取飞溅位置及其轮廓,再通过建立5特征值的BP神经网络模型识别飞溅．结果表明,对于具有灰度分布范围大、背景复杂的旋转电弧飞溅图像,该组合方法的识别准确率可达95.76%．同时,通过飞溅与焊丝位置的相位分析,飞溅最大数量相位均值为241.4°,即焊丝末端进入熔池后约0.14周期位置,主要是由焊丝末端熔滴与熔池接触导致电流激增,电流抑制不充分造成,该研究结果为旋转电弧焊接飞溅控制提供了依据．     

Chaos analysis of acoustic emission signals in spot welding process

Bused on chaos time series and fiactal theory, acoustic emission signals were studied in the process of spot welding. According to calculating 8 welding parameters using phase space reconstruction method, the largest Lyapunov exponents were positive values and chaos characteristics were firstly discovered from acoustic emission signals in spot welding. In order to evaluate acoustic emission signal, Hausdorff dimension is put forward to analyze and estimate chaos characteristics. The experiment and calculation results indicate that the Hausdorff dimension of acoustic emission signal is significantly distinguishable in the nuggets with different welding parameters. This research provides a new method for measuring the resistance spot welding quality.     

热处理工艺对TRIP980钢板点焊性能的影响

采用不同焊接工艺对TRIP980钢板进行点焊试验,研究了焊接电流、焊前预热及焊后热处理工艺对点焊性能的影响. 结果表明,随着焊接电流的增大,焊点的熔核直径和拉剪力均增大,但当电流过大而发生飞溅时,焊点的熔核直径和拉剪力开始减小. 焊前预热工艺可提高点焊飞溅电流,进而可以获得更大的熔核直径及拉剪力. 在对焊点进行焊后热处理的情况下,当焊接电流与焊后热处理电流之间的冷却时间超过900 ms时,可显著改善熔核组织,降低熔核硬度,提高焊点拉剪力.     

不同参数下GMAW电信号关联维数分析

GMAW焊接过程的非线性决定了其混沌特性,关联维数是对动力系统混沌特性进行定量分析的主要指标.文中采用相空间重构方法,通过计算关联维数,对GMAW焊接过程中电流信号时间序列进行分析;并改变焊接电压、焊接电流、气体流量等工艺参数,研究不同参数下弧焊过程的混沌特性.结果表明,GMAW焊接过程的混沌现象,不仅存在于短路过渡当中,也存在于滴状过渡中.在此基础上,进一步研究了关联维数随焊接参数的变化规律,认为关联维数可作为焊接过程稳定性评价的依据,即关联维数越小,焊接过程越稳定,焊接工艺参数越优化.上述判据对焊接工艺参数选择的工艺优化试验,焊接过程稳定性监控提供了混沌判识的理论基础.     

双相钢胶焊与电阻点焊接头性能对比分析

从接头的拉剪力、熔核的微观组织、动态电阻曲线和焊接性范围4个方面.对比分析双相钢透胶胶焊和电阻点焊的接头性能.结果表明,胶焊熔核开始形成时间提前于点焊,使得在小电流情况下胶焊的焊点拉剪力要普遍高于点焊;胶焊在中等电流情况下便会产生严重飞溅,使得在大电流情况下点焊焊点拉剪力要更高些.因此,在制定胶焊的焊接工艺参数时应选择比电阻点焊偏低的焊接电流,而适度增加焊接过程的电极力有利于抑制飞溅产生.     

电容储能式逆变点焊机的研制

针对特殊结构和材料的焊接性能,指出目前的焊接问题主要是存在飞溅和接触电阻过大而带来的“打火”现象;提出了将高频脉冲电流用于电阻点焊,理论上可以彻底消除飞溅;采用电容储能焊技术可以消除“打火”现象。将电容储能焊与逆变技术相结合,成功研制了电容储能式逆变点焊机’试验表明该焊机完全满足桥带的焊接工艺要求,并且消除了焊接飞溅和“打火”现象。     

基于结构负载声发射信号检测的镀锌钢板电阻点焊飞溅主控因素分析

利用实时监测结构负载声发射信号实现了镀锌钢板电阻点焊过程中的飞溅现象的检测. 以焊接飞溅声发射事件的正峰值和振铃计数为考核指标,通过正交试验设计法设计焊接试验和方差分析法进行显著性检验,研究了镀锌钢板电阻点焊飞溅的主控因素. 结果表明,焊接飞溅释放出的能量当量可由其声发射事件的正峰值和振铃计数两个特征参数定量评估. 影响焊接飞溅的主要因素为焊接电流和电极力,而焊接电流所起的作用比电极力更为重要. 焊接时间和焊接电流与电极力的交互作用对焊接飞溅的影响相差不大. 焊接电流和焊接时间越大,焊接飞溅当量越大;电极力越大,焊接飞溅当量越小.     

软开关逆变式点焊电源设计及工艺研究

软开关逆变式电阻点焊电源是电阻焊电源领域研究的重要方向之一,设计了FB-ZVZCS-PWM变换器的主电路,通过校正隔直电容,使滞后臂实现ZCS;在相同规范条件下与传统的交流点焊机焊点做对比试验,验证了软开关逆变式点焊电源具有很高的热效率,系统输出电流平稳连续,加热过程平缓稳定,焊接过程中产生飞溅小,焊点压痕尺寸小,接头表面成形优良,能够满足逆变式电阻点焊电源的精密控制要求.     

采用直流可控电感对CO2焊短路过渡过程的控制

对电流波形控制的CO2焊输出回路进行了分析与讨论，提出在输出回路中采用直流可控电感，以便更好地满足不同直径的焊丝要求和波形控制要求，同时对直流可控电感在输出回路中的作用进行了分析。     

镀锌板无飞溅点焊电极设计及试验

针对传统汽车镀锌板点焊时易产生飞溅以及参数可调范围窄等问题,提出在传统平电极端部设置盲孔以降低飞溅的方法,通过与传统电极镀锌板点焊时的对比试验可知,在电极压力2 kN、焊接时间200 ms时,无飞溅的焊接电流区间为:传统电极6~7 kA,盲孔型电极6.5~9.5 kA,且熔核直径均不小于5 mm,接头抗剪切力高于3.6 kN;盲孔型电极能够有效降低汽车镀锌板点焊时的飞溅、毛刺等质量问题,满足焊接质量要求的可选参数范围宽,对改善点焊质量及提高参数调试效率有一定的实用意义。     

超高强度钢与镀锌双相钢电阻点焊接头强度试验

试验研究了超高强度硼钢板/镀锌双相钢板的电阻点焊接头质量缺陷及其产生原因,通过正交试验设计,重点讨论了焊接电流、通电时间和电极压力对点焊接头强度的影响.结果表明:超高强度硼钢板/镀锌双相钢点焊中超高强度钢板侧更易出现飞溅和烧穿问题,通电时间和焊接电流强度时点焊接头拉剪强度影响显著,这类钢板组合的焊接应优先采用大电流、短...     

基于信号分形与支持向量机的点焊检测方法

鉴于分形维数对数据样本集复杂程度的定量描述特点及支持向量机在小样本集合分类和回归方面所具有的显著优势,采用信号数据序列的分形维数作为特征值,提出一种基于信号分形维数及支持向量机的点焊信号检测方法。分别对点焊飞溅缺陷和熔核尺寸缺陷建立两类支持向量机检测模型,构成支持向量机阵列,利用该阵列模型进行点焊飞溅和小尺寸熔核两种缺陷的综合检测。结果表明,该阵列对点焊缺陷的无损检测是比较精确的,能较好地无损检测到点焊过程中飞溅及小尺寸熔核两种缺陷。为点焊的无损检测提供了一种新的方法。     

Identification of acoustic emission signal in aluminum alloys spot welding based on fractal theory

The acoustic emission signal of aluminum alloys spot welding includes the information of forming nugget and is one of the important parameters in the quality control. Due to the nonlinearity of the signals, classic Euclidean geometry can not be applied to depict exactly. The fractal theory is implemented to quantitatively describe the characteristics of the acoustic emission signals. The experiment and calculation results show that the box counting dimension of acoustic emission signal, between 1 and 2, are distinctive from different nugget areas in AC spot welding. It is proved that box counting dimension is an effective characteristic parameter to evaluate spot welding quality. In addition, fractal theory can also be applied in other spot welding parameters, such as voltage, current, electrode force and so on, for the purpose of recognizing the spot welding quality.     

一种改善CO2焊晶闸管电源动特性的双可控电感技术的研究

短路过渡CO2焊电源的动特性对熔滴过渡有重要的影响，而电源的动特性主要由回路电感所决定。提出了一种双可控电感的方案，理论研究与试验结果证明，该方案可以明显改善晶闸管电源的动特性，达到减少飞溅的目的。     

数字控制焊接系统中的误差分析

为了提高焊接系统中的焊接质量,对采集信号的误差处理进行了详细的分析。通过分析焊接系统中电压、电流和电机速度控制可知:要实现焊接系统的智能控制,必须对控制信号焊接电压、焊接电流和电机转速进行采样并反馈控制,而这些采样信号与真实值之间都存在误差。分析了误差的来源,整个系统中误差的分析处理,以及随机干扰信号处理的几种方法。对误差信号的分析和处理方法对焊接控制系统的误差处理和干扰信号的抑制将起到一定的参考作用。     

CO2气保焊表面张力过渡的建模及仿真

表面张力过渡(也称STT)是CO2气保焊中一种极低飞溅的过渡形式，它是基于熔滴过渡理论和电子化的焊接电源基础上发展起来的。该技术已应用于西气东输的管线打底焊接。作者在对CO2气保焊表面张力过渡理论研究的基础上，利用Matlab软件建立了电源-电弧非线性系统模型，和电流型逆变器系统模型，对表面张力过渡过程中的燃弧、短路等各个阶段进行了仿真，研究了燃弧阶段熔滴长大对弧长的影响，液桥分断阶段输出电感对电流下降率的影响。研究表明液桥分断时，输出电感的大小是控制飞溅量的关键条件。将仿真波形与实际波形相比较，二者基本吻合。     

典型弧焊电源外特性对焊接飞溅的影响

利用特制的变结构晶闸管整流焊机,研究典型焊机外特性对焊接飞溅的影响;独特的飞溅声波动态跟踪法和飞溅颗粒分类法研究焊接过程各阶段飞溅生成的条件和规律;探讨低飞溅率手工弧焊电源关参数的合理调节范围。