本文以焊接电流、电弧电压为信息源,自主开发了一套基于虚拟仪器的弧焊品质分析系统。通过该系统对弧焊品质的分析与评定,一方面可以评价焊接设备、焊接材料的性能,另一方面也可以引导焊接设备、焊接材料的优化设计,以及制定合理的焊接工艺规范。 该系统由硬件信号检测电路和相关软件组成。系统以微机为主要虚拟仪器硬件设备,其它外围硬件还包括电流、电压霍尔传感器,数据采集卡和与之配套的接口电路。虚拟仪器软件用虚拟仪器编程语言LabWindows/CVI开发,具有功能强大,界面逼真的特点。整个系统具有信号采集、波形显示与回放、数据统计分析、数据存储,曲线及数据打印输出功能。本系统对焊接电压和电流波形数据进行统计分析后,能够得到反映焊接过程的统计图形和统计参数。本文的统计图形有电流电压概率密度分布图,频数分布图,U-I图等。统计参数有平均燃弧时间,平均短路时间,平均短路峰值电流,平均燃弧电流,平均周期电流,单位时间内断弧次数,燃弧时间标准偏差,短路时间标准偏差,短路峰值电流标准偏差,周期平均电流标准偏差,断弧时间标准偏差等等。当熔滴过渡不稳定的时候,焊接电流电压波形将变得很不规则,飞溅因此而大量产生。基于这种现象,本文在波形特征分析的基础上采用了能够预测飞溅量的多元线性和非线性回归统计模型,并以飞溅量的多少为指标定量评价弧焊品质。本论文还设计了一个规律性研究程序,即改变电弧电压,由计算机求出不同弧压对应的短路过渡频率,然后用数值拟合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。文章最后用该系统检测了半自动CO2气体保护焊在不同电弧电压下的焊接电流电压波形,得到了能如实反映弧焊品质的分析结果,证明了系统的可靠性和准确性。