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焊接过程是一个多因素交互作用的复杂过程,焊接过程的状态与许多参数有关。不同工艺下的焊接质量的好坏,肯定会反映在与焊接过程本身固有的焊接工艺参数上,如焊接电压,焊接电流,熔滴过渡频率等。针对焊接过程稳定性和焊接质量在线检测的问题,本文以CO<,2>气体保护焊的电压、电流作为研究对象开发了一套基于虚拟仪器的焊接质量检测系统。
该系统由硬件信号检测电路和相关软件组成。系统以微机为主要硬件设备,其它外围硬件包括电流、电压霍尔传感器、NI PCI-6023E数据采集卡和与之配套的接口电路。虚拟仪器采用虚拟仪器图形化编程语言LabVIEW7.1开发。
整个系统具有信号采集、波形实时显示、数据存储、数据回放、统计分析、试验参数记录等功能。本系统利用时域、频域、统计等多种方法对焊接电压和电流波信号进行分析。时域上着重分析两种信号的同步性以及它们的自相关和互相关,频域上研究了信号的傅立叶谱。对信号的时域和频域上的常用参数进行了统计,如燃弧时间、平均燃弧时间、短路时间、平均短路时间、短路过渡频率、平均电压、平均电流、平均燃弧电压、平均短路电压,得到了反映焊接过程情况的电流电压的U-I图、di/dt,du/dt,并对其进行了详细的分析。
同时,本文还设计了一个规律性研究程序,即改变电弧电压,由计算机求出不同电弧电压对应的短路过渡频率,然后用回归分析方法拟合出短路过渡频率和电弧电压之间的关系曲线,最终得到短路过渡频率和电弧电压之间的变化关系。
通过应用本系统对CO<,2>气体保护焊的电弧电压、电流波形的采集与分析处理,能够为分析与评判焊接质量提供直观可靠的依据,能够为实现CO<,2>气体保护焊接质量的在线质量检测与评判提供参考和指导,同时也能为焊接工艺的制定提供参考和指导。