熔化极气体保护焊电信号与焊接过程稳定性的相关性研究

发布时间：2017-12-22 12:37

  本文关键词：熔化极气体保护焊电信号与焊接过程稳定性的相关性研究　出处：《山东大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：熔化极气体保护焊焊接电流、电弧电压等电信号反应了焊接过程的稳定性。电信号的特征参数可以方便、直观地描述焊接过程的稳定性,有效提取与焊接过程稳定性相关的电信号特征参数是用电信号描述焊接过程稳定性的关键问题。本文通过采集、分析焊接电信号,提取其特征参数,实测焊接飞溅率,结合熔滴过渡的高速摄像,研究了焊接电信号与焊接过程稳定性的相关性,为熔化极气体保护焊焊接工艺性能的定量评估、焊丝质量评价提供科学方法。本文进行了镀铜焊丝、无镀铜焊丝、药芯焊丝不同工艺条件下的焊接工艺实验,利用电流电压传感器和A/D转化模块,实时采集了焊接电流、电压等电信号。对原始电信号数据采用S-G对曲线平滑后,进一步采用毛刺角度隶属度函数模型的方法处理,有效地剔除了干扰信号,解决了无法从采集的原始电信号中准确提取出其特征参数问题。分析平滑后的电信号波形和熔滴过渡的高速摄像照片发现,电信号波动周期与熔滴过渡周期呈现相关性。本文采用C++编程工具,设计了焊接电信号数据处理算法和程序,对采集到的不同焊接工艺条件下的焊接电信号进行了数据处理和分析,提取了电流平均值、电流标准差、电流振幅、振幅标准差、电流波动周期、周期标准差等特征参数。结果表明,上述特征参数与焊接过程稳定性密切相关,电流振幅、振幅标准差、波动周期、周期标准差等特征参数越小,焊接过程越稳定,飞溅率越低。采用偏最小二乘法建立了非短路过渡状态下电流平均值、电流标准差、电流振幅、振幅标准差、电流波动周期以及周期标准差等特征参数与焊接飞溅率关系的数学模型。通过该模型可以通过采集的焊接电信号预测焊接飞溅率,评价焊接过程的稳定性。本文实验研究了活性剂在熔化极气体保护焊的作用,发现活性剂可以改善焊接过程的稳定性,增加熔深。本文实验条件下,Ti02与SiO2配比为3：7的活性剂,降低飞溅的效果最佳。活性剂的使用使电流振幅、振幅标准差、波动周期、周期标准差等特征电参数变小,提高焊接过程的稳定性,有效地降低焊接飞溅。活性剂的实验数据验证了熔化极气体保护焊焊接电信号特征参数与焊接飞溅率关系模型的可靠性。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG444.72

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