CO2激光拼焊熔透性实时监测

在利用统计分析工具对激光拼焊等离子体的可听声（Audible Sound）、UV（Ultraviolet Emission），熔池（Emission）的RMS均值进行统计分析的基础上，进一步对特征信号进行时域和频域分析。在此基础上提取的曲线能够很好地反映激光拼焊过程的状态变化。研究了焊接工艺参数和熔透状态发生改变时3路信号的变化规律，发现当改变激光功率时，紫外信号和声信号的变化规律最能反映熔透状态的改变；改变焊接速度时，紫外信号和红外信号的变化规律最能反映熔透状态的改变。     

CO2激光焊接的同轴检测与熔透控制Ⅲ.板厚变化时熔透状态同轴光信号分析

利用CO2激光深熔焊等离子体光信号的同轴检测系统,对工件板厚变化时激光焊接熔透状态的同轴光信号进行了时域和频域分析.结果表明,"适度熔透"状态时对应的等离子体同轴光信号强度最大,"未熔透"与"过熔透"状态对应的信号强度均小于"适度熔透";频域分析表明,"适度熔透"状态对应的2～6kHz段频谱重心最小.     

Ni基-WC合金粉末激光熔覆层形貌的预测

基于BP神经网络,建立网络模型对激光熔覆层形貌尺寸进行预测,研究激光熔覆特征信号（蓝紫光信号、红外辐射信号、可听声信号）和激光熔覆形貌（熔覆层高、宽）之间的对应关系。结果表明,该网络模型预测平均误差小,检验精度高,具有较好的预测能力。     

CO_2激光拼焊的光与声信号分析

采用自行研制的多传感器激光焊接实时监测系统,以CO2激光拼焊过程中的蓝紫光辐射（400~440 nm）、红外辐射（1 200~1 700 nm）以及可听声（20~20 kHz）等三种信号作为被检测参量,进行了信号的在线采集与记录,通过时域、频域以及时频分析,实现信号中有效信息的挖掘.结果表明,7 000 Hz以上的高频...     

铝合金电子束焊接熔透特征量的确定

基于视觉图像传感方法,通过设计的平板和斜板试验,对铝合金电子束焊接熔透特征量的提取进行了研究.结果表明,铝合金电子束焊接过程中熔深状态从未熔透向熔透转变时,特征区域宽(W)有相应的响应,特征区域后长(RL)无明显反应;经分析W作为熔透特征量,可用于监测焊接熔深状态的突变,为解决铝合金电子束焊接熔透控制提供了一种有效的途径.     

CO_2激光焊接的同轴检测与熔透控制I.熔透状态特性及其同轴检测

对激光深熔焊的熔透状态进行了分类 ,指出了“仅熔池透”和“适度熔透”的形成条件和焊缝成形特征。建立了一套CO2 激光深熔焊熔透状态的同轴检测系统 ,研究了焊接工艺参数和熔透状态发生变化时等离子体同轴光信号的变化规律。发现在板厚不变的条件下 ,随热输入的变化 ,焊接过程由“仅熔池透”达到“适度熔透”时 ,同轴等离子体光信号强度的增量绝对值最大。     

CO2激光焊接的同轴检测与熔透控制 Ⅰ.熔透状态特性及其同轴检测

对激光深熔焊的熔透状态进行了分类,指出了"仅熔池透"和"适度熔透"的形成条件和焊缝成形特征.建立了一套CO2激光深熔焊熔透状态的同轴检测系统,研究了焊接工艺参数和熔透状态发生变化时等离子体同轴光信号的变化规律.发现在板厚不变的条件下,随热输入的变化,焊接过程由"仅熔池透"达到"适度熔透"时,同轴等离子体光信号强度的增量绝对值最大.     

CO2激光焊接的同轴检测与熔透控制I.熔透状态特性及其同轴检测

对激光深熔焊的熔透状态进行了分类,指出了“仅熔池透”和“适度熔透”的形成条件和焊缝成形特征。建立了一套CO2激光深熔焊熔透状态的同轴检测系统,研究了焊接工艺参数和熔透状态发生变化时等离子体同轴光信号的变化规律。发现在板厚不变的条件下,随热输入的变化,焊接过程由“仅熔池透”达到“适度熔透”时,同轴等离子体光信号强度的增量绝对值最大。     

脉冲变极性等离子弧焊接信号的检测与分析

为了分析脉冲变极性等离子弧(variable polarity plasma arc, VPPA)焊接过程信号,通过数据采集卡与高速摄像机对脉冲VPPA焊接过程焊接电流、电弧电压、电弧形态及焊缝熔透状态进行了检测与分析。分析发现,系统输出电流均按给定变化,电弧形态也随脉冲电流变化而变化,系统运行稳定可靠。并对固定点焊接熔池振荡进行了分析,研究发现在焊点未熔透时,熔池振荡频率在75～90 Hz,而完全熔透时,振荡频率仅为15～25 Hz。因此,当熔池从未熔透转变为完全熔透时,熔池振荡频率发生突变。该现象可以应用于焊接质量在线控制,从而实现实时熔透控制。     

激光焊接中的等离子体与小孔行为分析

试验采用光、声信号检测设备,对1.8 mm镀锌钢板的CO2激光焊接过程中的蓝紫光信号、红外辐射信号、可听声信号进行了高速采集,对比激光深熔焊与热传导焊过程中三路信号的联系与区别,分析研究了激光深熔焊过程的小孔与等离子体产生过程的瞬态行为.结果表明,等离子体与小孔并不总是同时产生,等离子体要先于小孔产生,热传导焊过程中也可能存在等离子体,在试验条件下,等离子体在激光作用于工件后3~4 ms产生,稳定的小孔在焊接后约14 ms后形成,并且激光焊接中产生等离子体的激光功率密度阈值要小于产生小孔的阈值.     

刀具磨损声谱特征的分析

刀具在切削过程中，会产生大量的声信号。文中运用统计方法对切削声信号进行了深入分析，并对可听阈内的声信号按低频带、中频带和高频带分别进行了功率谱分析。研究结果表明，切削声信号中100—8kHz频带内的特征频率分量反映了刀具磨损状态及其变化规律，这为利用声信号进行刀具实时在线监测奠定了基础。     

基于电弧声信号特征分析MAG焊熔透状态在线监测

提出一种基于MAG焊过程可闻电弧声信号采集和处理的熔透状态在线监测方法.通过对平板拼焊射流过渡过程中典型状态下的电弧声信号的实时采集与分析,采用小波去噪和短时加窗等预处理手段,提取了11个可表征焊缝熔透状态的特征参数.通过对构造的高维联合特征向量进行基于特征级的PCA参数融合,重新合成并选取了携带最多熔透状态信息量的8维特征向量,并以此为输入和四种熔透状态为输出,建立了BP和RBF熔透状态辨识网络模型.监测模型的应用例证表明,所建立的两种网络均可实现对熔透状态的在线识别,RBF网络的识别准确率高于BP网络6.25个百分点之多,其熔透状态整体辨识准确率达到91.25%.     

激光焊接质量实时检测技术的研究现状

从检测信号和内容两个方面介绍了国内外激光焊接质量实时检测技术的研究现状。用于检测的信号主要有可听声波、超声波、紫外辐射、可见光、红外辐射、等离子体电信号以及机器视觉等，分析了每种信号的优缺点；目前实时检测的内容主要有焊接过程的稳定性、装配质量、离焦量、焊缝熔深和表面形貌、熔池与小孔的形态等。     

CO2激光焊接的同轴检测与熔透控制(Ⅱ)熔透状态同轴光信号的频域分析

利用CO2激光深熔焊等离子体光信号的同轴检测系统,提出了频谱重心的概念井以此来分析等离子体光信号的频谱特性,研究了平扳焊接时对应适度熔透状态时同轴光信号的顿域特征。结果表明,随激光功率增加或焊接速度减小,当焊接熔透状态从“适度熔透(小孔透)”变化到“仅熔池透”时对应2～6kHz段频谱重心位置向上(高额)跳变。     

Full penetration welding of thick high tensile strength steel plate with high-power disk laser in low vacuum

This study was undertaken in order to investigate the effect of reduced ambient pressure from an atmospheric pressure (101 kPa) to 0.1 kPa on one-pass full penetration welding of thick high-tensile strength steel plate of 23 mm thickness. A 16 kW disk laser of 1030 nm in wavelength was employed to weld HT980 grade plates at the speed of 5–25 mm/s. In partial penetration welding, it was revealed that humping phenomena occurred easily. Full penetration welding of the high-tensile strength steel plates could not be achieved at 101 kPa. On the other hand, full penetration welding was obtained at the welding speed of less than 20 mm/s at the pressure of less than 10 kPa. Especially, at 0.1 kPa, and 17 and 20 mm/s, sound weld joints without defects were obtained. According to the observation results of a keyhole inlet and a surface molten pool during welding with a high-speed video camera, the melt in front of a keyhole was smaller and the behaviour of a keyhole and a plume was much more stable at 0.1 kPa than at 101 kPa. Moreover, in the full penetration welding, spattering was suppressed under the proper conditions. Such phenomena became more stable in fast welding. It was revealed in laser welding of thick high-tensile strength steel plates that the formation of narrow I-shaped weld beads by achieving full-penetration welding in low vacuum was essential for the production of sound welds without defect.     

管道MIG焊双通道电弧声信号采集与特征分析

对管道MIG焊双通道信号采集和特征分析做了初步研究．因管道其内部是一个相对狭小密闭的空间,回声的干扰相对较大,经过对采集的双通道电弧声信号进行ICA信号分离,对分离后的信号做小波降噪处理,信噪比得到明显提高．对降噪后的信号从时域、频域和时频域角度,综合分析管内和管外电弧声信号与焊缝熔透状态之间的内在相关性,发现电弧声信号能量及其频谱特性与熔透状态高度相关,焊接过程中信号能量幅值随熔透增大而增大,为后续利用电弧声信号来控制焊接质量提供了基础．