变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统

以研制的变极性TIG焊接电源为实验平台,采用记忆示波器、高速摄像救、光谱分析仪、焊接电弧动态分析仪,建立起变极性TIG焊接电弧多信息测试分析系统,同时采集焊接电流、电弧电压、电弧形态和电弧光谱等重要信息。并基于Visual C-语言开发的软件系统对采集的各种信息进行融合及分析。     

不同焊接参数下GMAW电弧光谱信号的研究

利用自制双通道传感器,将选定谱段的电弧光辐射信号转化为电压信号,再用研华PCI-1716采集卡对GMAW不同参数(电流、电压)下的电压信号进行采集并输入到计算机,经过自主开发的软件画出电压-时间曲线,研究不同焊接参数下焊接电弧特征光谱信号的变化规律.结果表明,不同的焊接参数对应不同的焊接电弧光辐射分布,熔滴过渡频率和过渡方式在电弧光辐射曲线图上均有所表示,对比不同参数下的焊接电弧特征光谱信号得到电弧光辐射随着焊接参数变化的规律与理论分析基本吻合.     

水下湿法药芯焊丝焊接气泡动态演变与其声脉冲分析

水下湿法药芯焊丝焊接(FCAW)以操作适用性好等优点在海洋设施维修中占有重要地位,焊接区域周围动态变化的气泡生长会影响焊接电弧的稳定性. 文中通过搭建水下湿法焊接试验平台,进行了湿法药芯焊丝焊接试验,利用传感器对焊接过程中的电弧电流电压信号,气泡声信号以及气泡高速图像进行了同步采集;研究了气泡声信号与气泡高速图像的对照关系,并对气泡声信号与电弧电流电压信号进行同步分析,获得了不同电弧燃烧状态下的气泡演变行为,以气泡声信号的变化来反映气泡演变对水下湿法焊接电弧燃烧的稳定状态的影响. 结果表明,气泡声信号可以清晰地反映焊接电弧燃烧的各种状态,能对不同气泡演变模式进行分类,并可从中分析其与电弧燃烧特性的对应关系.     

管道电弧声发射特征采集系统设计

鉴于焊接电弧声信号中蕴涵着丰富的焊接状态信息,是焊接质量监控重要的源信号,而管道结构特征为电弧声发射信号在管内低噪声传播创造了条件。设计了管道电弧声发射采集硬件系统,主要由传感器、信号适配电路、数据采集卡和一体化工作站组成。采用图形化虚拟仪器编程语言LabVIEW,通过封装功能模块及调用硬件驱动的动态链接程序,设计了一套采用中断触发方式进行高速数据采集的电弧声发射软件系统。结果表明,该系统不仅能实现对电弧电压、焊接电流和电弧声发射信号的高速实时同步采集,并可将采集结果图形化显示,很好地解决了实时图形绘制难的问题,为进一步研究管道TIG焊接电弧声发射机理创造条件。     

焊接电参数新的测试技术

德国汉诺威大学开发的汉诺威弧焊质量分析仪能够对焊接过程电弧电压、焊接电流信号随机进行统计处理．提供焊接电弧物理特性相关数据信息．是焊接电参数分析的一种新技术手段。本文以YJ502Q药芯焊丝的测试为例，介绍了该分析仪的应用。     

CO_2激光-MAG电弧复合焊接工艺参数的优化

采用汉诺威分析仪和高速摄像机采集了CO2激光-MAG电弧复合焊接过程中的电信号和熔滴过渡图像,研究了焊接电流、电弧电压、激光功率等参数对复合焊接瞬时电压和电流信号、电压和电流概率密度分布、熔滴过渡特征和工艺稳定性的影响.结果表明,将汉诺威分析仪和高速相机相结合能提供丰富的焊接电弧物理指数和熔滴过渡形态信息,可为复合焊接...     

基于LabVIEW的焊接过程多信息分析平台

基于焊接多信息同步采集系统,采用LabVIEW图形化语言,以熔化极气保焊的焊接电流、电弧电压、电弧光谱为信号源,构建了包括电信号参数设置、电信号数据分析模块、光信号参数设置与自动选择、光信号数据分析的焊接过程多信息分析平台。可实时显示焊接电流波形、电弧电压波形、电弧辐射光谱等;系统还通过数据分析处理得到U-I相图、焊接电流和电弧电压概率密度、短路时间频次图、电弧辐射光强与波长对应图、计算焊接温度的玻尔兹曼图等,通过上述信息分析,检测电弧状态和信息,可用于焊接过程诊断和焊接电弧物理研究等。     

金属粉末再压缩等离子弧焊接工艺

提高电弧穿透能力是等离子弧焊接领域的重要课题.自主设计并搭建了金属粉末再压缩等离子弧焊接新工艺试验平台,采集焊接过程电信号、视觉信号、弧光光谱信号等,并从焊缝成形、电弧电压、熔融金属过渡、弧光光谱等方面对金属粉末再压缩等离子弧焊接过程进行了初步的研究.在相同焊接电流195 A条件下,与常规等离子弧焊接工艺相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接焊缝熔深增加1.29 mm、熔宽减少1.65 mm、电弧电压升高0.63 V.在波长为230 ~ 270 nm范围内,与常规等离子弧焊接相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接中Fe和Cr元素的特征谱线明显增多. 结果表明,在相同电流条件下,与常规等离子弧焊接相比,金属粉末再压缩等离子弧焊接电弧穿透能力增强.     

基于ANSYS的旋转电弧焊接温度场的数值模拟

旋转电弧焊接是一个电弧边旋转边移动的焊接过程,可用来进行焊缝跟踪,可使焊接质量良好。本文以高斯分布热源作为焊接热源,初步分析了旋转电弧传感器旋转半径、旋转频率、旋转方向、电弧电压、焊接电流及焊接速度的改变对焊接熔池的影响,从而为合理选择焊接工艺参数和保证焊缝质量提供了理论依据。     

典型焊条焊接电弧电信息的统计分析

采用焊接电信息测试系统采集典型焊条的焊接电流和电压信息，通过U—I图分析和统计分析提取某些反映焊条类型不同而造成的电弧稳定性变化的特征信息，该信息能够用于焊条工艺性能的评定与改进。     

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。     

焊接过程参数传感采集系统以太网接口设计

焊接电压、焊接电流等焊接参数决定电弧形态和熔滴过渡形式,对焊接过程的稳定性和焊缝质量有决定性的影响。焊接电压、焊接电流等电信号的高速、实时采集传输是实现焊接过程监控和焊接过程数字化的突破性关键技术。传统焊接过程参数传感时由于通讯接口的限制造成传输频率低,无法满足焊接电信号精细化分析和焊接质量在线感知的需要。设计了一套采用MCU和以太网芯片DM9000通讯接口的焊接过程参数高速传感采集系统,采用基于TCP/IP的网络传输协议进行数据传输,测试结果表明,设计的以太网通信接口成功实现了采样频率为1 000 Hz的焊接电压和电流波形的高速传输。     

短周期螺柱焊在线分析系统

短周期电弧螺柱焊生产效率高,易于实现自动化,广泛应用于汽车工业。开发了由信号采集单元和分析软件构成的短周期螺柱焊在线分析系统。信号采集单元包含PIC18F4580单片机、电源、信号调理、外部存储器和RS485通信等电路,通过焊接状态判断、AD采样、数据存储和通信等程序,实现焊接电流和电压采集、存储和传输。分析软件采用Microsoft Visual Studio C#编写,操作界面由主窗口、焊接过程分析窗口、熔深阈值设置窗口和报警窗口等构成。DP600镀锌钢板焊接试验表明,开发的短周期螺柱焊分析系统能实时显示焊接电流和电压波形,提取焊接参数特征值,判断电弧的稳定性,熔深计算值与实测值相吻合,在线检测结论与外观目检、宏观检测和扭矩测试的结论一致。系统收集的原始数据可用于分析引起质量问题的具体原因。     

CO2焊接电弧瞬态信号的检测、显示和分析

采用Visual C^ 开发了一套信号采集、信号处理、实时显示的焊接电信号测试分析软件。该软件具有界面友好，简单易用的特点，包含了统计、微分等多种模块。利用这些模块可对CO2气保焊的熔滴过渡电弧特性进行分析，从而提取有价值的焊接电弧特性信息。     

双丝GMAW焊接的电弧干扰和中断分析

为了进一步了解双丝焊接过程中电弧干扰的规律以及有规律的断弧现象,设计了不同焊接电流参数值的匹配系列试验,同步拍摄了电弧形态并采集了两电弧的电流、电压波形.通过理论推导出的双丝电弧的偏移量公式分析了上述试验结果并得到了基本符合的结论：增大另一电弧与该电弧的电流比例,该电弧中断频率增加.最后将高速摄影拍摄到的电弧图片与采集...     

一种用于焊缝跟踪的电容式传感器

在研究传感器与工件之间距离变化感应出电流、电压的变化规律以及信号采集与处理方法的基础上,提出了一种用于焊缝跟踪系统的新型电极结构的单片式电容传感器,并研制出一种焊缝跟踪系统.在考虑温度影响的前提下,跟踪系统采用差动式测量方法实时提取出焊枪相对焊缝坡口中心的偏差信息,并通过控制执行机构进行纠偏调节,从而实现焊缝跟踪.结果表明,电容式传感器结构简单,分辨率高,工作可靠,非接触测量,并能在高温、辐射和强烈振动等恶劣条件下工作,可实现复杂轨迹角焊缝的焊缝跟踪,为目前对焊缝跟踪技术的研究提供了新的方向.     

基于实际熔敷形状的旋转电弧传感器数学模型

旋转电弧传感器数学模型是提高焊接质量、旋转电弧信号处理和焊缝偏差提取的理论基础, 焊接熔敷金属堆积形状是决定旋转电弧长度主要因素之一,影响其数学模型精确度. 采用双线结构光传感系统对焊接收弧阶段焊缝进行三维重建获得焊接熔池熔敷形状,运用单纯形法最优化电弧长度,在此基础上建立了旋转电弧传感器数学模型及仿真模型. 结果表明,该数学模型相对于假设的三角锥熔敷形状数学模型,消除了焊接过程工件变形引起的电流信号误差,减小了焊缝转角和焊缝偏差检测误差,提高了旋转电弧传感器数学模型精度.