双弧脉冲MIG焊过程多信息传感与分析

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汽车轻量化是缓解汽车废气污染的一个重要方法,使铝合金在汽车行业受到广泛应用,而焊接作为一种重要的铝合金加工手段,对其质量的要求也日益增加。铝合金焊接是一个复杂的物理、化学过程,并且伴随着各种物理现象,由于物理现象具有片面性,导致由单一的物理抽象出的信号无法对焊接过程进行全面的描述,因此需要从多角度对焊接过程进行分析,更加精确地评价焊接质量和焊接过程的稳定性。  本文以铝合金双弧脉冲MIG焊为研究对象,利用模块化的设计思想分别设计了运动控制模块、焊接模块、多信息传感模块,利用PCI接口将各模块连接为一个整体,搭建出基于LabVIEW的铝合金双弧脉冲 MIG焊多信息传感系统。该实验系统能精确地获取焊接过程中的同步信号,为建立铝合金双弧脉冲M IG焊声光信号分析奠定了基础。  利用时域对比分析法对弧光信号进行了研究,发现弧光强度能够反映出主路弧长的变化以及熔滴过渡状况。以此为理论基础并建立了基于熔滴过渡次数的焊接质量评价标准体系和进行了以弧光强度信号为反馈量的主路弧长稳定性控制实验,得到了良好的实验效果。  对电弧声信号进行了时域、频域、时频分析,结果表明电弧声是由脉冲电流的周期性变化引的,其统计特征量能够准确地地反应出弧长的变化情况。随着电弧长度增加,电弧声信号中各频率分量的功率密度发生了变化,频率范围是6000-7500Hz的信号的能量能够准确地反应出主路弧长的变化情况。
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