本文以C02短路过渡弧焊为研究对象,开发了一套基于C8051F320的弧焊检测系统。尝试以一个包含电弧电压和焊接电流特征参数的分析模型为基础建立检测系统,定量的计算焊接过程中的飞溅量,从而评定焊接过程的稳定性,为最终实现对焊接质量的自动评估及自动化控制奠定了基础。系统硬件是由霍尔传感器、USB型单片机C8051F320,组成。以电弧电压和焊接电流为采集的信号源。由于C8051F320自带USB控制器,并集成A/D转换模块,因此硬件电路设计简单,可实现采集数据的高速、实时传输。采用这种硬件设计方案,其成本大大低于目前使用最多的插入式数据采集卡,充分发挥单片机开发性能优越、使用灵活的特点,并具有USB设备即插即用、热插拔的优点。系统软件包括固件程序、USB驱动程序和应用程序组成。固件程序用C51语言开发;USB驱动程序采用美国国家仪器公司提供的VISA3.2软件生成;应用程序采用虚拟仪器开发软件LabVIEW语言和专用数学处理软件MATLAB混合开发,把LabVIEW图形化编程语言的简便和MATLAB强大的数据处理功能结合,使虚拟仪器的数据处理功能更强大。系统实现了实时采集、动态显示和数据保存;小波软阀值降噪;处理和分析电弧电压和焊接电流信号,提取反映焊接质量的特征参数(包括燃弧时间、短路时间、最大短路电流、短路电流上升率、燃弧功率、短路功率、正常过渡频率、瞬时短路次数、每秒断弧次数等特征参数),绘制瞬时U-I图,得到电弧电压和焊接电流概率密度分布、燃弧时间和短路时间频数直方图,计算焊接过程飞溅率等功能。实验表明:本系统能够正确根据电弧电压、焊接电流,计算出飞溅率,从而直观反映焊接过程稳定性。