激光焊接缺陷声信号的小波分析

利用小波变换对拾取的激光焊接等离子体的 AE信号进行分析 ,通过对比激光焊接的稳定过程及出现间隙、错边缺陷时的 AE信号 ,发现信号的低频分量在缺陷发生时幅值较正常稳定焊接时有较明显的下降 ;AE信号在 156 2～ 6 2 50 Hz频段部分的能量也存在类似现象。利用小波分解技术能够将信号划分到不同的频带范围这一特性 ,可以实现 AE信号的信息分离 ,从而能够提取AE信号的特征信息 ,进而实现对激光焊接的过程控制。     

在激光焊接中对烧穿、错边、间隙过大等缺陷的实时监测

利用激光焊接过程中等离子体发出的特征光声信号强度的变化，提出一种实时监测错边、烧穿、间隙过大三种缺陷的方法。     

声光式激光外差振动测量系统研制与实验研究

设计并搭建了一套声光移频式的激光外差振动测量系统,包括光路部分和信号处理部分,并对该振动测量系统进行了实验验证。实验结果表明,当频率在10~100 Hz、100~1000 Hz、1~10 kHz频段内时,其测量相对误差分别小于0.15%、0.07%和0.03%,并且相对误差随着频率的增加而减小;解调信号幅值随着驱动电压的增大而增大,显示出了很好的振幅响应特性。此外,对该系统在小型旋转机械故障监测中的应用进行了实验探究。对一小型旋转机械故障前、后的振动进行了测量,记录了其波形以及频谱信息。测量结果表明,当该旋转设备存在故障时其振动时域波形图发生明显变化;频谱分析结果显示,在175~250 Hz频段内,频谱幅值相对变小;在250~350 Hz频段内产生了新的频谱成分,从而验证了将该系统应用于小型旋转机械故障监测中的可行性。     

激光焊接金刚石锯片的特征声信号反馈控制

激光焊接金刚石锯片过程中形成的光致等离子体伴随着具有明显特征的声响,这种特征声信号可看成是由频率为16kHz左右的等离子体声信号被一周期信号所调制,周期信号的频率约为300Hz。介绍了特征声信号的提取方法及其用于激光焊接金刚石锯片的反馈控制系统构成和基本原理。试验结果表明,采用特征声信号反馈控制的激光焊接金刚石锯片在焊接缺陷方面优于无反馈控制激光焊接方法。     

激光技术在轿车底板拼焊中的应用研究

本文简要地叙述了激光技术在轿车底板及其他复盖件剪裁拼焊坏板中的应用、国外发展近况，以及作者用武钢产镀锌板和深冲板进行激光拼焊研究的工作。研究表明，国产深冲板的激光拼焊能够满足轿车底板及其他复盖件的要求；利用焊接过程中等离子体幅射的声、光效应、可以实时监测焊接过程过大的装配间隙和错边造成的缺陷。     

脉冲CO2激光焊接30CrMnSiA气孔控制及机理分析

为了研究激光深熔焊气孔的产生规律及抑制气孔的措施,采用脉冲CO2激光焊接的方法,得到了未焊透时焊缝气孔率和脉冲参数的关系。结果表明,在脉冲频率低于50Hz时,焊缝气孔随着脉冲频率的增加显著减少,当频率在50Hz~200Hz范围时,可以稳定地抑制焊缝气孔的产生。适当提高占空比有利于减少气孔数量。     

利用激光-电磁超声检测钛钢复合板脱粘

结合面质量直接影响钛钢复合板的整体强度。为有效评估粘接性能,提出了脱粘缺陷的激光-电磁超声非接触式检测方案。基于激光超声激励原理,纵波声场指向性以及电磁超声接收理论,搭建了钛钢复合板脱粘缺陷检测系统。在基材侧或复材侧,使用长度10 mm、宽度0.2 mm的脉冲激光线状光斑辐照于材料表面激励超声波,利用中心频率1 MHz的电磁超声纵波换能器在异侧对心处接收信号。探讨了主声束和换能器相对脱粘缺陷移动过程中信号幅值的变化规律,根据试验数据可知,随着换能器被缺陷遮挡长度的增加,信号幅值逐渐降低。当主声束和换能器被遮挡一半时,信号幅值降为粘接良好状态下的0.5倍。因此,可依据信号幅值的变化特征来判定脱粘缺陷,同时也说明了激光-电磁超声技术适用于钛钢复合板结合面的非接触式检测。     

CO2激光焊接拼缝间隙缺陷的同轴实时监测

为了研究不同间隙下激光拼焊的焊缝质量及其对应的信号特征,采用自制同轴传感系统采集提取多种间隙下焊接时的同轴光信号,并对信号进行众数分析、分段功率谱分析和小波分析。结果表明,同轴光信号幅值的众数在不同间隙的焊缝段,聚集在线性可分的不同的区间,可以有效分开焊接质量不同的Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类焊缝;信号的分段功率谱分析能够较为直观地反映焊接状态的变化。同轴光信号小波分解后的第4层逼近信号,可以直观地识别出质量好的Ⅰ类焊缝。同轴光信号的第3层、第4层细节信号可以清晰地辨识出质量低劣的Ⅱ类焊缝。     

光束摆动对铝合金激光搭接焊缝成形及组织的影响

为减少6061铝合金搭接叠焊接头激光焊接缺陷,采用激光摆动焊接方法,研究光束摆动对焊缝成形质量、显微组织和显微硬度的影响.结果 表明:无摆动焊搭接接头焊缝成形粗糙不均匀,焊缝中心存在大量气孑孔;激光摆动焊接可明显改善焊缝成形,降低焊缝内部气孔率.当扫描幅值为1.0～1.5 mm,扫描频率为100～300 Hz时,激光摆...     

脉宽可调钬激光诱导水下声波信号特性实验研究

800 mm芯径低氢氧根光纤传输自由运转钬激光脉冲爆炸式汽化光纤端面的水形成汽化泡,汽化泡闭合时会辐射振荡波信号。不同激光参数条件下汽化泡形貌和运动状态有差异,导致辐射振荡声波的个数、强度、谐振周期、声学频率等特性参数不同。为研究不同脉宽对声信号的影响,搭建了声信号测量系统,通过示波器分析计算振荡波声学信号特征参数。结果表明电源电压为1000 V、频率为5 Hz、电源脉宽为0.7~1.6 ms的条件下,随着脉宽增加,声压值整体上先升高但存在多个拐点,达到峰值1.01 MPa后呈现下降趋势,但第一个声学信号频率总体呈下降趋势且最大值为400 Hz。高能量、短脉宽的钬激光脉冲能诱导高强度、多个数、短周期、高频率的振荡波信号。     

激光焊接过程多传感器在线检测系统的设计

为了提高激光焊接质量实时检测的可靠性,采用虚拟仪器平台LabVIEW搭建了多通道信号采集和分析系统,同时检测激光焊接过程中与焊接质量密切相关的可听声(20Hz~20kHz)、等离子体蓝紫光(400nm~500nm)、红外辐射(1200nm~1600nm)等3路信号。采用数字信号处理手段分析了3路检测信号的相关性,发现两路光信号变化完全同步,而声信号在时间上滞后于两路光信号,滞后时间等于声音传播所需要的时间,验证了所采集3路信号的有效性;并通过实例证明了采用多传感器检测在可靠性方面的优势。实验结果表明,采用多传感器检测与进一步的信息融合是实现激光焊接过程实时监测的发展方向。     

Voltage–frequency converter for laser welding control

An experimental model of a voltage–frequency converter was realised and utilised for the control of the thermal behaviour by the laser welding of thermoplastic polymer materials. The input signal of 0–10?V comes from a thermal–optical real-time analysing device of the welding process. The output signal of 0–300?Hz is introduced to the input interface of a laser welding equipment, for setting the laser pulse frequency. Operation tests were performed on the laser welding equipment type HL 124P LCU. The pulses have rectangular waveform, with the amplitude of 20?V. The frequency is very stable, with deviations of less than 0.5?Hz. The waveform and the frequency response at the converter output are appropriate.     

激光深熔焊小孔型气孔的产生及其防治

小孔型气孔的产生是未穿透激光深熔焊的一个严重问题，它是由剧烈的小孔扰动所导致的，与传统冶金型气孔(H2或CO气孔等)的产生机制不同，采用传统冶金型气孔抑制措施无法有效消除该类气孔的产生。针对3～5 mm薄板的CO2激光深熔焊接，研究了脉冲调制对气孔的抑制效果及其机制。实验发现，脉冲频率低于50 Hz时，焊缝气孔随着频率的增加不断减少;当脉冲频率处于50～150 Hz的范围内，基本上可以消除小孔型气孔的产生。通过检测激光焊接过程中等离子体光辐射信号的波动可以反映小孔的稳定性，结果证明，合适频率下的脉冲调制激光焊接，由于有稳定小孔的作用，从而抑制了小孔型气孔的产生。     

单激光源布里渊光学时域放大系统的光路结构

提出了一种单激光源的布里渊光学时域放大(BOTDA)系统的光路结构,只需用到1台激光器,且扫频范围由高频微波频率(约11 GHz)降为中短波频率(MHz),节省了成本.建立了相应的实验系统,将传感光纤置于温控箱中进行实验,获取了布里渊散射信号随温度变化的实验数据.推导出传感光纤两端入射光频差恒定时布里渊散射信号与温度间...     

Dissymmetrical 3×3 Coupled Optical Accelerometer

Without adding feedback to modulate light path system, the dissymmetrical 3×3 coupled optical accelerometer reduces the complexity of the design of light path system. Experiments prove that it can attain good demodulation effects. As carrier is not needed in this system, the frequency range of input signal is diminished so as to decrease the sampling frequency of accelerometer. This makes for the system on programmable chip(SOPC) design of digital demodulating system. The upper limit of accelerometer working frequency can reach 3 500 Hz. But affected by the inherent frequency of sensitive components, its working frequency is 10 Hz～1 000 Hz, and the sensitivity is 8.718 0 V/(m·s-2). This accelerometer can detect the dynamic range of acceleration signal real-timely, steadily and accurately, solving the dissymmetrical problem of light path caused by circumstances and the complexity of process.     

线激光散斑检测弹幕武器炮口振动测量方法

为了解决在弹幕武器射击时的恶劣环境下,频域分布复杂的炮口振动信号测试难题,采用线激光散斑场光电检测方法,研究了振动信号与输出电流数学关系,分析了基于雪崩光电二极管的光电检测电路噪声与幅频特性,提出了一种基于身管表面线激光散斑效应的炮口振动测量的方法,并进行了25m远处的振幅在微米级、频率为50Hz~16kHz振动信号的检测实验。结果表明,线激光散斑检测炮口振动振幅在微米量级。该测量方法具有频率响应范围宽、测量距离远、灵敏度高等优点,实现了远距离、宽频域振动信号的检测。     

正弦波信号参数分析仪

为了满足低端场合的信号参数分析仪性价比高的要求,设计出低成本正弦波信号参数分析仪。系统由频率测量、幅度测量和信号发生器三大部分组成。频率测量部分由单片机89S52采用测频和测周的方法对信号进行频率测量,测量误差远优于1%。幅度测量部分采用峰值保持电路,测量误差能保证在2%左右。信号发生器采用文氏电桥实现了幅度从0～10 V连续可调、频率从66 Hz~75 kHz连续可调的正弦波。     

基于FPGA的幅值可调信号发生器设计

针对信号发生器对输出频率精度高和幅值可调的要求,采用直接数字频率合成(DDS)技术,提出一种基于FP-GA的幅值、频率均可调的、高分辨率、高稳定度的信号发生器设计方案。采用AT89S52单片机为控制器,控制FPGA产生波形的数字信号,结合双数模(D/A)转换器及低通滤波器,最终实现输出信号幅值0～5 V可调,分辨率为10 bits;频率范围1 Hz～10 MHz可调,最小分辨率为1 Hz;频率稳定度优于10-4。信号参数可通过键盘进行设置,并在LCD上输出。由于FPGA的可编程性,易于对系统进行升级和优化。     

激光透射焊接聚甲基丙烯酸甲酯试验研究

采用YAG激光透射焊接聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)板材,对其工艺、焊接区形貌和拉伸性能进行了研究。结果表明:在未添加吸光剂条件下,激光功率高于200W时,透明和黑色PMMA板激光透射焊接性能良好,上层透明PMMA材料的激光入射面无烧蚀损伤,拉伸试验中透明PMMA板断开,焊接区无开裂,最大载荷为2110N。激光功率低于200W时,单道焊接条件下焊接区被拉开,最大载荷1170N。透明PMMA板和其他颜色PMMA板在焊接时,需要添加吸光剂。采用黑色热塑性丙烯酸树脂为吸光剂的条件下,焊接效果较好。